【摘 要】
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目的:电除颤是治疗恶性室性心律失常的主要手段,而其主要副作用是电击引起疼痛或心肌结构性损伤。心脏光遗传学提供了一种利用光能控制心脏且不会引起疼痛的方法,本课题组前期工作证明光照可以终止离体小鼠心脏的室性心动过速,但尚未进行光遗传学除颤动物在体实验研究。本研究旨在构建基于急性心肌梗死的快速性室性心律失常病理模型,通过动物在体实验证明光遗传学技术终止室性心动过速/心室颤动（室速/室颤）的有效性和探索最
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目的:电除颤是治疗恶性室性心律失常的主要手段,而其主要副作用是电击引起疼痛或心肌结构性损伤。心脏光遗传学提供了一种利用光能控制心脏且不会引起疼痛的方法,本课题组前期工作证明光照可以终止离体小鼠心脏的室性心动过速,但尚未进行光遗传学除颤动物在体实验研究。本研究旨在构建基于急性心肌梗死的快速性室性心律失常病理模型,通过动物在体实验证明光遗传学技术终止室性心动过速/心室颤动（室速/室颤）的有效性和探索最佳光照终止方案。方法:Sprague Dawley（SD）幼鼠共22只随机分为两组,Ch R2组（N=15）:经颈静脉给SD大鼠注射100μl的腺相关病毒[AAV9-CAG-h Ch R2（H134R）-m Cherry];m Cherry组（N=7）:经颈静脉给SD大鼠注射100μl的空载病毒（AAV9-CAG-m Cherry）。饲养8-10周,大鼠麻醉后行气管插管,开胸暴露心脏,结扎左冠状动脉前降支后给予心脏Burst电刺激（10V、2ms、50Hz、100个脉冲、持续2s）诱发室速/室颤,室速/室颤至少维持3 s为诱发成功,然后按以下三种方案进行室性心律失常终止实验:1.光学干预:基本光学程序为4次重复照明,每次光照间隔1 s。不同的模式包括多种光照强度（2、4、8、10和20倍的光起搏阈值）,光脉冲宽度（20、50、200、500和1000 ms）和光照部位（右室心尖、右室、右室流出道、室间隔和左心室）;2.电干预:以抗心动过速起搏（ATP）模式进行干预,设置8个电脉冲,持续时间为2 ms,频率为8 Hz,电压为起搏阈值的4倍,电极置于心肌梗死的周边区域;3.无干预:不做任何处理。m Cherry组SD大鼠和Ch R2组干预措施相同。终止成功的标准为光照结束后1s或室速/室颤发生后11s内,心电图由室颤/室速波形恢复成窦性心律。另外,在大鼠维持窦性心律（不诱发室速/室颤）的情况下,急性心梗前后均光学干预,同步记录光输出信号和体表心电图。结果:Ch R2组SD大鼠心脏均有效表达Ch R2（H134R）并且完成光起搏夺获的阈值测定;m Cherry组SD大鼠心脏表达m Cherry红色荧光但不能被光夺获。1.与其他器官相比,SD大鼠在心脏中显示出较高的荧光表达率（70.8±5.11）%。2.四个间隔1s、脉冲宽度为1000ms、光照强度为20倍起搏阈值（7.94±1.179）m W/mm~2的光脉冲足以终止（83.5±4.02）%的室速/室颤。3.不同光照部位之间室速/室颤的终止率和持续时间没有显著差异;随着光照强度和脉冲宽度的增加,室速/室颤终止率提高、持续时间缩短。4.室速/室颤持续时间依次为Ch R2组光学终止＜Ch R2组电终止＜m Cherry组光学终止＜Ch R2组自然转复。Ch R2组大鼠光学终止率高于ATP终止率、m Cherry组光学终止率和自然转复率。5.较低频率和较长循环周期的室速/室颤与终止率高相关。6.较高功率的持续光照易诱发高频率异位兴奋灶,但不同光照位置光照的诱发情况无明显差异。7.光照未对SD大鼠心电产生持续性影响,且不会导致大鼠心脏明显的细胞毒性。结论:对于急性心肌梗死后快速性室性心律失常,437nm蓝光持续光照能够实现光照终止,其效率高于电ATP复律和自然转复,且与光照强度和脉冲宽度正相关,与光照部位无关。获得了在体急性心肌梗死后室速/室颤终止的最佳光照方案,为4次重复照明（每次光照间隔1 s,光照强度为20倍的光起搏阈值,光脉冲宽度为1000 ms,光照部位为右室）。光照终止室速/室颤的机制,可能为连续和高强度的光照使心肌细胞持续去极化形成电阻滞区,打断了先前存在的折返环路。
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