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目的:心力衰竭时，交感神经是通过儿茶酚胺作用于心肌细胞膜上的肾上腺素受体(AR)，而β-AR在介导心脏功能中占主导地位。导致心衰的许多疾病中，心肌细胞β-AR发生了变化，主要表现为β<,1>-AR密度下调，而β<,2>-AR密度改变不明显，致使β<,1>/β<,2>-AR比例改变，从而使心肌收缩反应性下降，并影响心肌储备。研究发现，在心衰和老化的心脏上，β<,1>-AR诱导心肌细胞凋亡而β<,2>-AR对心肌细胞的凋亡有抑制作用，因此，本实验旨在利用转基因技术将β<,1>-、β<,2>-AR基因导入心衰心肌细胞，增加β<,1>-、β<,2>-AR表达，观察是否可改善心衰心肌细胞的收缩功能，为心衰的治疗提供实验依据。
方法:动物随机分对照组和心衰组，用异丙肾上腺素制作大鼠心衰模型，测血液动力学。分离培养心衰和正常成年大鼠心肌细胞，心肌细胞分为4组：正常对照组、心衰组、β<,1>转染+心衰组、β<,2>转染+心衰组。每组按给药不同又各自分为：正常对照组分为：空白对照组(Control，心肌细胞不做任何处理)、β<,1>受体选择性阻断剂CGP20712A(CGP)、β<,2>受体选择性阻断剂ICI118551组(ICI组)；心衰组分为：心衰组(F组)、心衰+ICI组、心衰+CGP组、GFP+心衰组；β<,1>转染+心衰组分为：β<,1>转染+心衰组、β<,1>转染+心衰+CGP组；β<,2>转染+心衰组分为：β<,2>转染+心衰组、β<,2>转染+心衰+ICI组。各组均于培养24h后，作下述指标的测定：用Western blot测β<,1>或β<,2>-AR蛋白表达量；不加入或分别加入ICI118551或CGP20712A孵育1-2 h后做单个心肌细胞收缩功能的测定。数据以X±S表示，统计分析采用单因素方差分析(ANOVA)，成组设计的两组间均数比较采用t检验。
结果
1．血流动力学指标：与正常组的大鼠比较，心衰组的大鼠平均动脉压(MAP)，收缩压(SP)升高，舒张压(DP)升高，左心室内压变化速率(±dp/dt)改变，差异有统计学意义(P<0.01或P<0.05)。
2．Western blot结果：携带人β<,1>-AR基因的腺病毒感染心衰大鼠心肌细胞后β<,1>-AR蛋白表达明显增高(P<0.01)；携带人β<,2>-AR基因的腺病毒感染心衰大鼠心肌细胞后β<,2>-AR蛋白表达明显增高(P<0.01)。结果提示β<,1>-、p<,2>-AR蛋白在心衰大鼠心肌细胞上大量表达。
3．增加β<,1>-、β<,2>-AR表达对心衰心肌细胞存活率的影响：F组心肌细胞存活率明显降低(P<0.01)；β<,1>转染+F组心肌细胞存活率比F组更低(P<0.01)，β<,2>转染+F组心肌细胞存活率比F组升高(P<0.05)。结果提示β<,1>基因的转染可能加重心衰心肌细胞的损伤作用，β<,2>基因的转染对心衰心肌细胞有保护作用。
4．单个心肌细胞收缩功能的结果：正常对照组：ICI组收缩幅度与Control组比无明显降低(P>0.05)；CGP组收缩幅度与Control组明显降低(P<0.01)。结果提示正常大鼠心肌细胞的收缩主要由β<,1>-AR介导，β<,2>-AR作用较弱。心衰组：F组收缩幅度与Control组明显降低(P<0.01)：F+ICI组比ICI组明显降低，与F组比无明显降低(P>0.05)；F+CGP组比CGP组明显降低(P<0.01)，与F组比明显降低(P<0.01)，GFP+F组收缩幅度与F组无明显差异(P>0.05)。结果提示：心衰心肌细胞收缩功能降低，以腺病毒为载体的绿色荧光蛋白对心衰心肌细胞无明显影响。β<,1>转染+心衰组：转染人β<,1>-AR基因的心衰心肌细胞培养24h后，心衰心肌细胞收缩幅度明显增强(P<0.01)。提示增加β<,1>-AR基因表达对心衰大鼠心肌细胞收缩功能有增强作用。β<,2>转染+心衰组：转染人β<,2>-AR基因的心衰心肌细胞培养24h后，心衰心肌细胞收缩幅度明显增强(P<0.01)。提示增加β<,2>-AR基因表达能增强心衰大鼠心肌细胞的收缩功能。
结论:
1.增加β<,1>-AR基因约3倍表达时可增强心衰大鼠心肌细胞的收缩功能，但对心衰大鼠心肌细胞存活有加重损伤作用。
2.增加β<,2>-AR基因约3倍表达时能增强心衰大鼠心肌细胞的收缩功能，而且对心衰大鼠心肌细胞存活有保护作用。