美托洛爾對心肌梗死后大鼠心肌鉀通道Kv2.1表達的影響

劉曉飛，曾秋棠，葉順傳，王 勇

（1.中日友好醫院 心內科，北京 100029；2.華中科技大學附屬協和醫院 心內科，湖北武漢 430022；3.武漢市第四醫院 心內科，湖北武漢 430030）

美托洛爾對心肌梗死后大鼠心肌鉀通道Kv2.1表達的影響

劉曉飛1，曾秋棠2，葉順傳3，王 勇1

（1.中日友好醫院 心內科，北京 100029；2.華中科技大學附屬協和醫院 心內科，湖北武漢 430022；3.武漢市第四醫院 心內科，湖北武漢 430030）

目的：探討美托洛爾對心肌梗死后大鼠心肌鉀通道Kv2.1表達的影響。方法：通過結扎大鼠左前降支近端建立心肌梗死（MI）大鼠模型，手術后存活大鼠隨機分入MI組（7d組，30d組）和美托洛爾組（7d組，30d組；美托洛爾8mg/kg/d，2次/d），同時設立相應假手術組。應用半定量RT-PCR方法檢測左室心肌（心肌梗死者取非梗死區左室心肌）鉀通道Kv2.1 mRNA。結果：7d時，與假手術組比較，MI組和美托洛爾組Kv2.1表達量均顯著下降（P＜0.05；P＜0.01）；與 MI組比較，美托洛爾組 Kv2.1 的表達量顯著降低（P＜0.01）。 30d 時，與假手術組比較，MI組和美托洛爾組 Kv2.1 均顯著下降（P＜0.01，P＜0.05）；與 MI組比較，美托洛爾組 Kv2.1 顯著增高（P＜0.05）。MI組：與 7d時比較，30d時 Kv2.1顯著下降（P＜0.05）。 美托洛爾組：30d比 7d時 Kv2.1顯著升高（P＜0.05）。 結論：美托洛爾對心肌梗死后鉀通道Kv2.1的表達存在雙相性影響，但早期下調的意義有待闡明。

鉀通道；心肌梗死；Kv2.1；美托洛爾

Author’s addressDepartment of Cardiology，China-Japan Friendship Hospital，Beijing 100029，China

腎上腺素信號通路在調控心臟功能方面起著基礎性作用。鉀離子通道在調控心肌細胞電生理穩定方面起著十分重要的作用。鉀通道基因Kv2.1是延遲整流鉀電流緩慢激活成分（Iks）的主要形成者[1]。但目前關于β-阻滯劑對心肌梗死后鉀通道Kv2.1變化的影響還未見報道。本實驗通過建立心肌梗死模型，來初步探討美托洛爾對鉀通道Kv2.1的影響。

1 材料和方法

1.1 實驗動物模型的建立

選用年齡、體重相近的成年Sprague-Dawley（SD）雌性大鼠（200～250g）（均購自華中科技大學同濟醫學院實驗動物中心，清潔級）。左側開胸術，打開心包，用5～0絲線在左心耳下1～2mm處結扎左前降支近端。成功阻斷通過立即發生的心電圖ST段抬高確定。假手術組也重復上述步驟，唯一區別是不結扎冠脈。取結扎后存活大鼠，隨機分成MI組（7d組 10只，30d組 11只）、美托洛爾組（7d組10只，30d組10只）。假手術組 （7d組10只，30d組11只）。所有大鼠均接受相同的飼養條件。

1.2 方法

1.2.1 給藥方法

美托洛爾組大鼠于術后4～12h給予美托洛爾 [阿斯利康 （江蘇）制藥有限公司，批號：200209001]8mg/kg/d灌胃至術后相應時間。MI組和假手術組大鼠于術后4～12h給予生理鹽水（4ml/d）灌胃至術后相應時間。

1.2.2 心肌組織標本的留取

于術后相應時間在20%烏拉坦麻醉下，迅速取出心臟，置于4oC預冷的生理鹽水漂洗除去血液。小心去除右心室和心耳，留取左心室肌（MI大鼠取非梗死區心肌），剪碎后放入液氮中保存。

1.2.3 心肌總RNA的提取和Kv2.1mRNA檢測

取50～100mg大鼠心肌，應用Trizol勻漿、提取組織總RNA，紫外光檢測吸光度，A260/A280為1.95～2.10。應用RT-PCR法（通用RT-PCR試劑盒，購自大連寶生物工程有限公司）檢測mRNA的表達，94℃預變性 5min，PCR擴增 30個循環（94℃變性 1min， 退火 1min，72℃延伸 1min） 后，72℃再延伸 10min，然后 4℃5min。Kv2.1引物（364bp）：5＇-GCTCTGGTTTCTTCGTGGAG-3＇/5＇-CACGCTGTAGAGCAGCTGAC-3＇（退 火 溫 度61℃）；β-actin 引物 （619bp）：5＇-TGGCCTCACTGTCCACCTTC-3＇/5＇-CGAATGGCTGACCATTCAGA-3＇（退火溫度64℃）。1.5%瓊脂糖電泳分析PCR產物，于紫外光下應用DNA凝膠成像系統觀察、記錄結果，用光密度掃描計算Kv2.1／βactin。

1.3 統計學處理

采用SPSS11.0統計學軟件，計量資料采用方差分析、t檢驗，兩兩比較應用Student-Newman-Keuls檢驗。

2 結果

2.1 大鼠心肌Kv2.1mRNA表達的變化

表1示，7d組：與假手術組比較，MI組和美托洛爾組Kv2.1mRNA量均顯著下降；美托洛爾組與MI組比較，Kv2.1顯著降低。30d組：與假手術組比較，MI組和美托洛爾組Kv2.1mRNA的量均顯著下降。與MI組比較，美托洛爾組Kv2.1mRNA量顯著增高。手術組：30d組與7d組比較，Kv2.1mRNA的量顯著下降。美托洛爾組：30d組與7d組比較，Kv2.1mRNA的量顯著升高。

表1各組大鼠心肌Kv2.1 mRNA表達的變化（%，xˉ±s）

2.2 大鼠心肌Kv2.1、β-actin擴增電泳（圖1）

3 討論

鉀離子通道在調控心肌細胞電生理功能中起著非常重要的作用。鉀通道Kv2.1屬于鉀通道Shab家族，是由2個α亞單位和2個β亞單位形成的四聚體，在心肌細胞復極期起重要作用，研究表明Kv2.1是負載延遲整流鉀電流緩慢激活成分Iks的主要鉀通道基因[1]。本研究顯示心肌梗死后Kv2.1的表達下調，并且心肌梗死后30d較7d時Kv2.1顯著下降，提示Kv2.1下調可能是引起心肌梗死后電生理不穩定的主要分子機制之一。

腎上腺素信號在調控心臟功能方面起著基礎性作用。在心臟兒茶酚胺對β－腎上腺素能受體刺激被認為是對應激發生反應時增強心臟功能的最強有力的調控機制，這是通過激活經典的由G蛋白Gs，腺苷酸環化酶，cAMP和蛋白激酶A（PKA）組成的刺激通路實現的[2，3]。Harmati G等[4]研究顯示β1受體激動劑異丙腎上腺素刺激可以使犬心室肌細胞Iks明顯增高，并能被PKA特異阻滯劑降低，因此，腎上腺素信號系統可能通過影響β受體/cAMP/PKA來調控鉀通道Kv2.1的表達。

盡管β阻滯劑已常規應用于心衰、心肌梗死的治療，但是其長期應用如何改善心臟功能、減緩重塑過程和降低死亡的機制并不完全清楚，可能包括改善交感神經重塑和電重塑[5]、抑制Na+/Ca2+交換子 （NCX）過度激活和正常化雷諾亭受體對Ca2+的敏感性[6]、對中樞神經系統β腎上腺能受體的部分阻滯[7]。本研究發現與心梗組相比，美托洛爾組7d時Kv2.1顯著降低，而30d時Kv2.1增高，可能為美托洛爾在心梗后不同時期對心肌β1受體阻滯作用和交感重塑及電重塑的影響不同有關。心梗時交感-腎上腺素信號系統激活對實驗條件下心肌β1受體的刺激作用可能強于慢性心衰等情況下，因此在缺血誘導的Kv2.1下調時心肌β1受體的刺激作用可起部分代償作用，美托洛爾應用可能部分削弱了這種代償作用，因此在7d時美托洛爾組Kv2.1表達反而更低；隨著心梗時間的延長，心肌 β1受體密度及敏感性降低[3，8，9]和交感神經重塑及電重塑加重[5，10]，所以本研究心梗組Kv2.1表達呈時間依賴性下調，而β1受體阻滯劑美托洛爾治療可部分逆轉心肌β1受體密度及敏感性降低[3，9]和交感神經重塑及電重塑[5，10]，此可能為美托洛爾組30d時鉀通道Kv2.1表達較心梗組增高的原因。但因為美托洛爾阻滯交感神經重塑及電重塑和逆轉心肌β1受體密度及敏感性降低是緩慢的過程[3，5，9，10]，故美托洛爾逆轉鉀通道Kv2.1表達的下調比較緩慢，美托洛爾組30d時鉀通道Kv2.1表達與心梗組7d時相近。

總之，美托洛爾對心肌梗死后鉀通道Kv2.1表達產生雙相性影響，長期美托洛爾治療可以阻止心肌梗死后鉀通道Kv2.1表達的下調，這一作用是一個緩慢的過程。盡管如此，我們認為有必要與程序電刺激等電生理研究相結合，同時應用Kv2.1鉀通道的基因敲除動物，并與β－腎上腺素能受體檢測相結合，通過多時間點研究來充分闡明美托洛爾長期應用的價值和其發揮作用的可能機制。

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Effects of metoprolol on expression of potassium channels Kv2.1 in post-MI rat hearts

LIU Xiao-fei，ZENG Qiu-tang，YE Shun-chuan，et al//Journal of China-Japan Friendship Hospital，2012 Feb，26（1）：18－20

Objective：To explore the effects of metoprolol on expression of Kv2.1α-subunit of non-infarcted myocardiums in left ventricular in post-myocardial infarction（post-MI） rats.Methods：Using a rat model of MI，induced by the left anterior descending coronary artery （LAD） ligation in female Sprague-Dawley rats（n=62）.The living rats were randomly divided into post-MI group or metoprolol group （metoprolol 8mg/kg/d）and observed on the 7th and 30th day.Accordingly，the sham-operation group （sham-group）was established.Using semi-quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction （RT-PCR），we measured Kv2.1 mRNA in each group.Results：On the 7th day，Kv2.1 mRNA in the post-MI group and the metoprolol group remarkably decreases compared to the sham-group（P＜0.05，P＜0.01）.Kv2.1 markedly decreased in the metoprolol group （P＜0.01）compared to post-MI group.On the 30th day，compared to the sham-group，Kv2.1 mRNA in the post-MI group and metoprolol group prominently reduced （P＜0.01，P＜0.05）.Compared to post-MI group，Kv2.1 markedly increased in the metoprolol group （P＜0.05）.Kv2.1 mRNA of the post-MI group on the 30th day remarkably reduced （P＜0.05）comparing to the 7th day.Kv2.1 mRNA of metoprolol group on the 30th day remarkably increased （P＜0.05） comparing to the 7th day.Conclusion：Metoprolol causes a biphasic effect on expression of Kv2.1 mRNA in post-MI rat heart，which is the early decrement and the late increment caused by metoprolol.

potassium channels；myocardial infarction；Kv2.1；metoprolol

R972；R331.3+8

A

1001-0025（2012）01-0018-03

10.3969/j.issn.1001-0025.2012.01.006

劉曉飛（1971-），男，主治醫師，醫學博士。

2011－10－08

2012－01－05