調(diào)控心臟Sema3a和NGF平衡表達(dá)對心肌梗死后交感神經(jīng)重塑及心律失常的影響

摘要目的：探索小鼠心肌梗死后交感神經(jīng)再生和重塑，人為調(diào)控相關(guān)因子以期減少心肌梗死后交感神經(jīng)病理性重塑所引發(fā)的致命性心律失常和心源性猝死。方法：利用CRISPR/Cas9和基因敲入技術(shù)建立3種小鼠品系模型，與野生型C57BL/6J心肌梗死小鼠比較，在此基礎(chǔ)上結(jié)扎冠狀動脈造成心肌梗死，人為調(diào)控心肌梗死后心肌細(xì)胞神經(jīng)生長因子（NGF）和信號素3A（Sema3a）的動態(tài)平衡表達(dá)，并利用心電遙測、心臟超聲、交感神經(jīng)分布形態(tài)、關(guān)鍵基因表達(dá)水平等方法監(jiān)測小鼠的收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、左心室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）、左心室收縮末期內(nèi)徑（LVESD）、左心室縮短分?jǐn)?shù)（FS）、射血分?jǐn)?shù)（EF）等指標(biāo)。結(jié)果：與野生型假手術(shù)組相比，野生型心肌梗死組小鼠的SBP、DBP、平均動脈壓（MBP）降低，LVEDD、LVESD升高（P＜0.05），心臟/體質(zhì)量比（HW/BW）增加（P＜0.05）。與NGF-Sema3a小鼠假手術(shù)組相比，NGF-Sema3a心肌梗死組小鼠的SBP、DBP、MBP降低，LVESD升高（P＜0.05）；與野生型心肌梗死小鼠相比，NGF-Sema3a心肌梗死小鼠LVEDD、LVESD降低（P＜0.001），F(xiàn)S、EF升高（P＜0.05）。與野生型心肌梗死組相比，NGF-Sema3a心肌梗死組小鼠HW/BW降低（P＜0.05），梗死區(qū)較小，炎癥反應(yīng)較輕，細(xì)胞輪廓較清楚。結(jié)論：通過調(diào)控心肌細(xì)胞中NGF和Sema3a的動態(tài)平衡表達(dá)可減少心肌梗死面積，減輕心肌炎癥和纖維化，降低死亡率，改善心功能。

關(guān)鍵詞心源性猝死；心肌梗死；心律失常；信號素3A；神經(jīng)生長因子；實驗研究

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2024.24.008

Effect of Sympathetic Remodeling on Post-myocardial Infarction Arrhythmias by Regulating the Expression of Sema3a and NGF

WANG Haixiong， LI Jun， LIN Yaru， LI Na， ZHANG Anxin， SUN Yuehui， GUO Liping， YU Xingyan， XIANG Jie

Shanxi Cardiovascular Hospital， Taiyuan 030024， Shanxi， China， E-mail： cz1976whx@126.com

AbstractObjective：To explore the post-infarction sympathetic nerve regeneration and remodeling in mice，and to artificially regulate the related factors in order to reduce the fatal arrhythmias and sudden cardiac death（SCD） triggered by post-infarction sympathetic nerve pathological remodeling.Methods：Three mouse strain models were established using techniques such as CRISPR/Cas9 and knock-in to compare with wild-type C57BL/6J infarction mice，based on these models coronary arteries were ligated to cause infarction，and the dynamic and balanced expression of nerve growth factor（NGF） and Semaphorin 3a（Sema3a） was artificially regulated in myocardial cells after myocardial infarction.Results：Compared with wild type sham operation group，systolic blood pressure（SBP），diastolic blood pressure（DBP），mean arterial pressure（MBP） in wild type myocardial infarction group were decreased（P＜0.05），and left ventricular end-diastolic diameter（LVEDD），left ventricular end-systolic diameter（LVESD），heart/body weight ratio（HW/BW） were increased（P＜0.05）.SBP，DBP，MBP in NGF-Sema3a infarction group were decreased and LVESD was increased compared with those in NGF-Sema3a sham operation group（P＜0.05）.Compared with wild-type mice，LVEDD and LVESD of NGF-Sema3a myocardial infarction group were decreased（P＜0.001），left ventricular "fraction shortening（FS） and ejection fraction（EF） were increased（P＜0.05）.Compared with wild-type myocardial infarction group，the HW/BW in NGF-Sema3a myocardial infarction group was decreased（P＜0.05），the infarct area was smaller，the inflammatory reaction was lighter，and the cell profile was clearer.Conclusion：By regulating the dynamic and balanced expression of NGF and Sema3a in myocardial cell can reduce infarct size，attenuate myocardial inflammation and fibrosis，decrease mortality，and improve cardiac function.

Keywordssudden cardiac death; myocardial infarction; arrhythmia; Semaphorin 3a; nerve growth factor; experimental study

心源性猝死（sudden cardiac death，SCD）是由于心臟病引起的意外猝死，發(fā)生在癥狀出現(xiàn)后1 h內(nèi)［1］。在我國每年約有54.4萬人發(fā)生SCD，SCD絕大多數(shù)直接原因是室性心動過速（ventricular tachycardia，VT）和心室顫動（ventricular fibrillation，VF）。心肌梗死（myocardial infarction，MI）是SCD的最常見病因，約75%的SCD病人有心肌梗死病史，心肌梗死急性期VF的發(fā)生率約為15%，心肌梗死慢性期發(fā)生室性心動過速的中位時間為3年，心室收縮功能下降的室性心動過速病人死亡風(fēng)險明顯增加［2-4］。植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器（ICD）是高危SCD病人最有效、最主要的治療措施之一。在我國，由于醫(yī)療條件和費用所限，高危SCD病人接受ICD治療的比率較低，VT或VF一旦發(fā)生，常由于得不到及時心臟復(fù)律而突然死亡。心肌梗死后發(fā)生致命性心律失常的機制復(fù)雜，但自主神經(jīng)支配和活動的失衡，特別是交感神經(jīng)的活動

加強、再生和重構(gòu)，已被廣泛認(rèn)為是心肌梗死病人心律失常的觸發(fā)因素［5］。目前已發(fā)現(xiàn)有兩類因子，一種是促進(jìn)和誘導(dǎo)交感神經(jīng)發(fā)育和定向生長的因子，稱為神經(jīng)的化學(xué)趨化物，主要是神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）。NGF主要促進(jìn)交感神經(jīng)和感覺神經(jīng)的生長，而對副交感神經(jīng)無明顯作用。有研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮素-1（endothelin-1）也有促進(jìn)NGF表達(dá)的作用，但其也是通過NGF對交感神經(jīng)生長實現(xiàn)刺激作用［6］。另一種是排斥和阻止交感神經(jīng)定向生長的因子，稱為神經(jīng)的化學(xué)排斥物，主要是信號3A（Sema3a），Sema3a是一種分泌蛋白質(zhì)，在心臟中主要由心肌細(xì)胞合成和分泌［7］。Sema3a在胚胎心臟中表達(dá)較高，并呈現(xiàn)心內(nèi)膜側(cè)-心外膜側(cè)表達(dá)梯度，由此也形成交感神經(jīng)支配的空間密度梯度；在出生后Sema3a的表達(dá)逐漸降低［6-8］。因此，防治心肌梗死病人發(fā)生SCD，除了治療原發(fā)病和改善心肌重構(gòu)外，重點是降低心交感神經(jīng)的病理性重塑和異常活動，調(diào)節(jié)交感-迷走神經(jīng)的張力平衡，包括抑制交感神經(jīng)活動或/和提高迷走神經(jīng)的活動［9-11］。本研究擬通過調(diào)控心臟Sema3a和NGF的平衡表達(dá)改善交感神經(jīng)重塑抑制心肌梗死后心律失常，為臨床防治冠心病所致的SCD提供參考。

1材料與方法

依托山西醫(yī)科大學(xué)無特定病原體（SPF）級動物房和普通動物房。動物實驗經(jīng)山西醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)遵守倫理原則（倫理編號：2021-258）， 符合國家及相關(guān)部門有關(guān)實驗動物保護(hù)與使用準(zhǔn)則，善待動物。

1.2主要儀器

小鼠心電圖遙測技術(shù)平臺（北京軟隆生物技術(shù)有限公司）；電化學(xué)平臺；微透析和高壓液相（HPLC）技術(shù)平臺；超聲儀；電生理實驗平臺；激光共聚焦顯微鏡；Langendorff心臟灌流裝置；電鏡；流式細(xì)胞儀；超速離心機。

1.3造模

委托上海南方模式生物科技有限公司完成，利用基因敲入以及CRISPR/Cas9技術(shù)方案建立3個品系的模型小鼠。構(gòu)建心肌內(nèi)源性NGF基因驅(qū)動的Sema3a過表達(dá)的小鼠（NGF-Sema3a小鼠，N-S小鼠）品系。小鼠用異氟醚吸入麻醉，采用高爾和等［12］首創(chuàng)的方法結(jié)扎小鼠冠狀動脈造成心肌梗死。

1.4分組及干預(yù)方法

采用隨機分組法將小鼠分為4組，每組5只。組1：野生型小鼠假手術(shù)組（WT sham組）；組2：N-S小鼠假手術(shù)組；組3：野生型小鼠心肌梗死組（WT MI組）；組4：N-S小鼠心肌梗死組（N-S MI組）。心肌梗死組小鼠采用1.3中方法結(jié)扎冠狀動脈。假手術(shù)組僅進(jìn)行手術(shù)操作，不結(jié)扎冠狀動脈。

1.5檢測指標(biāo)及方法

1.5.1心電圖長期監(jiān)測

所有動物在心肌梗死手術(shù)前于腹部皮下埋置用于心電監(jiān)測的植入電子。記錄和分析不同處理組小鼠的心律失常發(fā)生情況。

1.5.2電化學(xué)技術(shù)（金絲微電極）

實時記錄不同組別動物在心肌梗死急性期、康復(fù)期及康復(fù)后期交感神經(jīng)遞質(zhì)的釋放情況。

1.5.3電化學(xué)碳纖電極技術(shù)

快速取心室肌組織，樹脂包埋，用振動切片機將心肌組織塊切成30～40 μm厚的切片，在浴槽中用充氧臺氏液灌流，保持心肌存活；心肌在浴液中平衡一定時間后，將碳纖電極置于心肌上，給予去極化等刺激，實時觀察到兒茶酚胺類遞質(zhì)的釋放。

1.5.4交感神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素（NE）及其代謝產(chǎn)物的水平檢測

心肌微透析＋高壓液相色譜（HPLC）技術(shù)定性、定量測定心肌透析液中交感神經(jīng)遞質(zhì)NE及其代謝產(chǎn)物的水平。

1.5.5心臟交感神經(jīng)支配密度分析

1.5.5.1心臟透明技術(shù)配合免疫熒光標(biāo)記技術(shù)

選用組織透明化技術(shù)（CUBIC），主要參考Yokoyama等［13］報道的方法：小鼠在麻醉條件下暴露心臟，用26號注射針頭從心尖部插入左心室，通過針頭先用含肝素的10 mL磷酸緩沖鹽溶液（PBS）將心臟中的血液排出，然后先后用150 mL含4%（w/v）PFA的PBS和20 mL PBS沖出PFA，隨后用20 mL CUBIC-1溶液沖洗心臟。取下心臟，將心臟浸泡于30 mL CUBIC-1溶液中，于37 ℃環(huán)境搖床中輕輕搖晃2周。在這2周內(nèi)，前1周每天換CUBIC-1溶液1次，后1周隔1 d換1次CUBIC-1溶液。經(jīng)過這一程序后，心臟基本透明。然后棄掉CUBIC-1液，室溫下在搖床中將心臟浸泡在含20%（w/v）蔗糖的PBS沖洗心臟3次，每次30 min，然后將整個心臟用OCT冷凍并儲存于－80 ℃冰箱中過夜。第2天取出心臟并解凍，用PBS沖洗心臟3次，每次30 min；然后開始免疫熒光程序，用熒光標(biāo)記的TH抗體標(biāo)記交感神經(jīng)，同時也可用不同光譜標(biāo)記的抗平滑肌α肌動蛋白熒光抗體以標(biāo)記冠狀動脈。經(jīng)免疫熒光染色程序后，心臟變得略微不透明。免疫熒光標(biāo)記程序完成后，將心臟置于含20%（w/v）蔗糖的PBST緩沖液在搖床中37 ℃輕微震動孵育3次，每次30 min，然后將心臟浸泡于37 ℃ CUBIC-2 溶液中輕微震動孵育過夜。第2天換新的CUBIC-2溶液，每天換液1次，3～5 d。CUBIC-2溶液孵育數(shù)天后，心臟再次變得透明。在心臟透明過程中，用明場顯微照相檢查心臟透明程度。配合單層光顯微鏡或雙光子激光共聚焦顯微鏡技術(shù)，大范圍顯示心臟交感神經(jīng)分布。

1.5.5.2小動物活體熒光成像技術(shù)

觀察品系2小鼠心臟Sema3a（帶EGFP標(biāo)簽）的表達(dá)情況。

1.5.5.3常規(guī)免疫組化和免疫熒光技術(shù)

常規(guī)免疫組化和免疫熒光技術(shù)顯示交感神經(jīng)的分布，激光共聚焦顯微鏡分析品系2小鼠Sema3a（帶EGFP標(biāo)簽）的表達(dá)情況。

1.5.6蛋白免疫印跡法（Western Blot）

Western Blot顯示心肌中的多個交感神經(jīng)標(biāo)志蛋白，與交感神經(jīng)再生有關(guān)的蛋白質(zhì)如生長相關(guān)蛋白43（GAP43）以及心肌中NGF、Sema3a的表達(dá)情況。

1.5.7實時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-qPCR）RT-qPCR用于觀察上述3種品系小鼠心肌中NGF和Sema3a基因的轉(zhuǎn)錄水平，以及內(nèi)皮素-1等的轉(zhuǎn)錄水平。

1.6統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。符合正態(tài)分布的定量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，多組均數(shù)比較用單因素方差分析，方差齊用LSD檢驗，方差不齊者，經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換方差齊后，再用LSD檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1構(gòu)建心肌內(nèi)源性NGF基因驅(qū)動的Sema3a過表達(dá)小鼠（NGF-Sema3a小鼠，N-S小鼠）品系

剪取小鼠尾尖進(jìn)行基因鑒定，瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果圖泳道從左向右分別為：空白對照、野生型、NGF-Sema3a小鼠純合子和NGF-Sema3a小鼠雜合子（見圖1）。本實驗全部采用NGF-Sema3a小鼠純合子及其同窩對照野生型小鼠。對兩組小鼠心肌組織行Western Blot檢測，結(jié)果顯示，NGF-Sema3a小鼠Sema3a表達(dá)量高于同窩野生型小鼠（P＜0.05），詳見圖2、圖3。提示心肌內(nèi)源性NGF基因驅(qū)動的Sema3a過表達(dá)小鼠模型構(gòu)建成功。

2.2心肌內(nèi)源性NGF基因驅(qū)動的Sema3a表達(dá)的小鼠心肌梗死后死亡率、心臟/體質(zhì)量比（HW/BW）、心功能

心肌內(nèi)源性 NGF基因驅(qū)動的 Sema3a過表達(dá)的小鼠心肌梗死后死亡率有降低趨勢，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），詳見圖4。 心肌梗死術(shù)后8周超聲心動圖結(jié)果顯示， 與 WT Sham 組相比，WT MI組小鼠收縮壓（SBP）、 舒張壓（DBP）、平均動脈壓（MBP）降低（P＜0.05），左室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）與左室收縮末期內(nèi)徑（LVESD）升高（P＜0.05）；與 N-S Sham組相比，N-S MI組小鼠SBP、DBP、MBP降低（P＜0.05），LVESD升高（P＜0.05）。 N-S小鼠和WT小鼠心肌梗死后左心室前壁厚度（LVAWd）和左室后壁厚度（LVPWd）均升高，兩組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；WT小鼠心肌梗死后左室收縮末期前壁厚度（LVAWs）和左室收縮末期后壁厚度（LVPWs）升高，N-S小鼠心肌梗死后LVAWs 和 LVPWs 略降低，但兩者相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。 與WT MI組相比，N-S MI組小鼠 LVEDD、LVESD 降低（P＜0.05），左室短軸縮短率（FS）、左室射血分?jǐn)?shù)（EF）升高（P＜0.05），表明心肌梗死后小鼠的心功能下降，心肌內(nèi)源性 NGF 基因驅(qū)動的Sema3a過表達(dá)可以改善心肌梗死后心功能不全。 同時，與 WT Sham組相比，WT MI組小鼠HW/BW增加 （P＜0.05），但N-S小鼠心肌梗死后 HW/BW 增加不明顯；與WT MI組相比，N-S MI組小鼠 HW/BW降低 （ P＜0.05）。詳見表1、圖5。 以上結(jié)果表明心肌內(nèi)源性NGF基因驅(qū)動的Sema3a過表達(dá)可以改善心肌重構(gòu)。

2.3心肌內(nèi)源性NGF基因驅(qū)動的Sema3a表達(dá)可減小心肌梗死面積，減輕心肌炎癥及纖維化

蘇木素-伊紅（HE）染色結(jié)果顯示，假手術(shù)組心肌細(xì)胞排列整齊，結(jié)構(gòu)完好，偶有散在的心肌細(xì)胞輕度水腫，無炎性改變和膠原纖維沉積。WT MI組梗死區(qū)較大，心肌細(xì)胞數(shù)量明顯減少、細(xì)胞橫截面積變大、排列紊亂、結(jié)構(gòu)不清，間質(zhì)可見膠原纖維增生和炎細(xì)胞浸潤。與WT MI組相比，N-S MI組梗死區(qū)較小，且炎癥反應(yīng)較輕，細(xì)胞輪廓較清楚，細(xì)胞橫截面積較小，見圖6、圖7。Masson染色結(jié)果顯示，WT MI組梗死區(qū)較大，膠原纖維沉積較多，N-S MI組梗死區(qū)較小，膠原纖維沉積較多，見圖8、圖9。以上結(jié)果表明，心肌內(nèi)源性NGF基因驅(qū)動的Sema3a過表達(dá)可減小心肌梗死面積，減輕心肌炎癥及纖維化。

2.4野生型和NGF-Sema3a小鼠在手術(shù)后相對于對照組GSEA相關(guān)信號通路分析

通過GSEA富集分析來識別野生型和NGF-Sema3a小鼠在手術(shù)后相對于對照組中被顯著激活的信號通路，以|NES|＞1，NOM "P-val＜0.05，F(xiàn)DR q-val＜0.25篩選顯著富集的京都基因與基因組學(xué)通路富集分析（KEGG）通路。結(jié)果顯示，WT MI組相對于WT Sham組在COMPLEMENT_AND_COAGULATION_CASCADES等30條通路中被顯著激活，前兩條通路結(jié)果圖見圖10；N-S MI組相對于N-S Sham組在RIBOSOME等21條通路中被顯著激活，前兩條通路結(jié)果見圖11。圖10、圖11均分為3個部分，第1部分為基因Enrichment score的折線圖，橫軸為該基因下的每個基因，縱軸為對應(yīng)的RunningES，在折線圖中有個峰值，該峰值就是這個基因集的Enrichment score，峰值之前的基因就是該基因集下的核心基因。第2部分為hit，用線條標(biāo)記位于該基因集下的基因。第3部分為所有基因的rank值分布圖，默認(rèn)采用Signal2Noise算法，對應(yīng)縱軸的標(biāo)題。

2.5野生型和NGF-Sema3a小鼠心肌梗死后NGF和Sema3a的表達(dá)差異

分別在WT MI組相對于野生型對照組WT Sham組、N-S MI組相對于N-S Sham組中對NGF和Sema3a進(jìn)行表達(dá)差異分析，在NGF基因表達(dá)中，N-S MI相對于WT MI有顯著性差異，N-S Sham表達(dá)高于N-S MI，WT MI表達(dá)高于WT Sham，詳見圖12。在Sema3a基因表達(dá)中，基因敲入組N-S Sham、N-S MI相對于WT Sham、WT MI具有顯著性差異，且N-S MI、WT MI相較于對照組N-S Sham、WT Sham表達(dá)較一致。詳見圖13。

3討論

心肌梗死后發(fā)生致命性心律失常的機制復(fù)雜，但自主神經(jīng)支配和活動的失衡，特別是交感神經(jīng)的活動加強、再生和重構(gòu)，已被廣泛認(rèn)為是心肌梗死病人心律失常的觸發(fā)因素［5］。有研究表明，接受心臟移植的心肌梗死病人中原有的心臟發(fā)生了嚴(yán)重的交感神經(jīng)重塑，交感神經(jīng)軸突圍繞心肌梗死瘢痕灶周圍形成“鳥巢”樣發(fā)芽再生（簡稱“芽生”），并且此種改變與致命性心律失常的發(fā)生高度正相關(guān)［14-15］。用NGF注射于心肌梗死后左側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)導(dǎo)致心臟交感神經(jīng)芽生增多，心肌梗死修復(fù)期及修復(fù)后期的VT、VF和SCD明顯增加［16-17］。也有研究表明，交感神經(jīng)重塑及異常活動加強確實是心肌梗死乃至其他心臟病病人發(fā)生室性心律失常的觸發(fā)因素［18-19］。因此，防治心肌梗死病人發(fā)生SCD，除了治療原發(fā)病和改善心肌重構(gòu)外，重點是降低心交感神經(jīng)的病理性重塑和異常活動，調(diào)節(jié)交感-迷走神經(jīng)的張力平衡，包括抑制交感神經(jīng)活動或/和提高迷走神經(jīng)的活動，即心血管疾病神經(jīng)調(diào)制治療［9-11］。近年來，有關(guān)控制交感神經(jīng)發(fā)育和生長的機制研究有了較大進(jìn)展，目前有兩類因子主要是NGF和Sema3a［6-8］。那么是否可通過改變Sema3a或（和）NGF的表達(dá)抑制交感神經(jīng)支配異常所致的心律失常，目前的研究結(jié)果不盡如人意。Ieda等［20］于2007年在Nature Medicine報道，大多數(shù)Sema3a敲除小鼠在出生后1周內(nèi)因交感神經(jīng)節(jié)形成紊亂而死于心動過緩等心律失常，只有20%可存活到斷奶期；Sema3a轉(zhuǎn)基因小鼠可導(dǎo)致心臟交感神經(jīng)支配密度降低以及由外膜到內(nèi)膜神經(jīng)密度梯度減弱，并由于去神經(jīng)使心肌對兒茶酚胺的敏感性增高和細(xì)胞動作電位時程延長而發(fā)生室性期前收縮（PVC），程序性電刺激誘導(dǎo)的VT，約25%的Sema3a轉(zhuǎn)基因小鼠在10月齡時發(fā)生猝死。由此可以推論，通過單純影響Sema3a的表達(dá)水平而達(dá)到影響心臟交感神經(jīng)支配進(jìn)而期望抑制心律失常的嘗試是很困難的。但也有報道將Sema3a轉(zhuǎn)染于大鼠的左側(cè)星狀交感神經(jīng)節(jié)內(nèi)可降低心肌梗死后室性心律失常的發(fā)生率［21-22］。因此，Sema3a的表達(dá)水平對于交感神經(jīng)的生長和重塑乃至心肌梗死后心律失常的作用仍有待仔細(xì)研究驗證。特別需要指出的是Sema3a表達(dá)的時空模式以及和Sema3a作用相反的交感神經(jīng)軸突生長趨化物NGF的相對表達(dá)情況，對于心臟正常的交感神經(jīng)支配時空模式的形成是非常重要的。NGF是交感神經(jīng)軸突導(dǎo)向生長的最重要的化學(xué)趨化因子，心肌NGF的表達(dá)水平基本與交感神經(jīng)的支配密度一致。在心臟中，NGF主要由心肌細(xì)胞合成和分泌［23］。有研究發(fā)現(xiàn)，在心肌中高表達(dá)NGF有保護(hù)缺血心肌、促進(jìn)受損心肌修復(fù)的作用［24-25］，但另有研究表明，單用促進(jìn)NGF表達(dá)的方法防治心臟去交感神經(jīng)也不是一個好辦法。心臟選擇性NGF轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)為心臟交感神經(jīng)支配密度增高、心肌肥大、異位神經(jīng)嵴衍生細(xì)胞增生［26］；心肌細(xì)胞Ito和IKur通道電流減小、動作電位時程延長、心肌細(xì)胞對異丙腎上腺素的反應(yīng)性減弱（意味著β-腎上腺素受體表達(dá)降低）［27］。既往研究也證明，大鼠心臟中高表達(dá)NGF會導(dǎo)致心肌中交感神經(jīng)支配密度增高，Ito和IK1電流密度降低，心肌梗死康復(fù)期對VF的易感性增高［28-29］。另一方面，過度降低NGF表達(dá)可能會造成心臟感覺神經(jīng)減少，有發(fā)生無痛性心肌梗死及心律失常的潛在風(fēng)險，因而也不應(yīng)考慮單純通過降低心肌中NGF水平而達(dá)到抑制心交感神經(jīng)過度芽生的目的。因此，就防治心肌梗死后SCD的策略來說，調(diào)控心肌細(xì)胞中NGF和Sema3a的動態(tài)平衡表達(dá)才是最重要的，關(guān)鍵是如何實現(xiàn)這種狀態(tài)，使心肌梗死修復(fù)期及修復(fù)后心臟交感神經(jīng)的分布密度達(dá)到合理水平，從而減少因交感神經(jīng)異常再生和活動造成的遲發(fā)性心律失常性猝死。

本研究通過利用基因敲入和CRISPR/Cas9技術(shù)建立3個品系的小鼠模型，人為調(diào)控心臟中決定交感神經(jīng)生長的兩個關(guān)鍵因子NGF和Sema3a，可以看到心肌內(nèi)源性NGF基因驅(qū)動的Sema3a表達(dá)的小鼠與野生型小鼠相比在SBP、DBP、MBP、LVEDD和LVESD等方面都有了一定的改善，死亡率有降低趨勢。以上研究中3種品系小鼠本身并不會發(fā)生心律失常，但可通過人為調(diào)控減輕心肌梗死后交感神經(jīng)的病理性重塑，抑制心肌梗死后交感神經(jīng)的過度傳出活動和遞質(zhì)釋放，為實現(xiàn)NGF和Sema3a在表達(dá)和功能方面達(dá)到動態(tài)平衡，抑制心肌梗死后特別是陳舊性心肌梗死病人的致命性心律失常和SCD提供了一個新的思路，也為進(jìn)一步開發(fā)新藥提供了一個新的依據(jù)。

綜上所述，通過調(diào)控心臟Sema3a和NGF的平衡表達(dá)改善交感神經(jīng)重塑抑制心肌梗死后心律失常可以改善心功能，降低死亡率。但是對于臨床上人為控制心肌梗死后交感神經(jīng)芽生及其致心律失常的最佳措施和最佳時間歷程，并找到降低心肌梗死后心律失常猝死發(fā)生率的最佳措施還需要更多的研究進(jìn)行進(jìn)一步的探索。

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（收稿日期：2023-11-24）

（本文編輯王麗）