可见光起搏心脏的在体实验研究

作     者：饶盼盼 王晞 程玥 姜婵 黄从新 RAO Pan-pan;WANG Xi;CHENG Yue;JIANG Chan;HUANG Cong-xin

作者机构：武汉大学人民医院心内科武汉大学心血管病研究所心血管病湖北省重点实验室湖北武汉430060 

出 版 物：《中国心脏起搏与心电生理杂志》 (Chinese Journal of Cardiac Pacing and Electrophysiology)

年 卷 期：2019年第33卷第2期

页      面：133-137页

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：心血管病学 右心室 起搏 光遗传 光敏蛋白 腺相关病毒 

摘      要：目的探究473 nm可见蓝光能否对表达光敏感蛋白channelrhodopsin-2 (ChR2)的大鼠心脏成功实现在体光起搏及光起搏所需的光照功率密度与脉冲波宽的关系。方法将27只SD大鼠随机分为三组:正常组、ChR2组、空载病毒组,每组9只。分别经右侧颈静脉注射60μl PBS,60μl载有ChR2的腺相关病毒[AAV9-CAG-hChR2 (H134R)-mCherry],60μl空载病毒(AAV9-CAG-mCherry)。8周后,大鼠经麻醉开胸充分暴露心脏后,给予473 nm蓝光8 Hz频率的脉冲照射心脏右心室,并同步记录光照输出信号和体表心电图,改变光照功率密度(0.03～1.97 mw/mm^2)和脉冲波宽(2、5、10、20、50 ms),观察光照对心室夺获起搏的情况。结果 8 Hz脉冲光照固定脉冲宽度20 ms时,0.64 mw/mm^2可完全夺获心脏节律。在0.03～0.64 mw/mm^2范围内,心脏夺获率随功率密度增大而增加,夺获率可达100%。改变473 nm蓝光脉冲波宽,完全起搏心脏所需最小光照功率密度(mw/mm^2)依次为0.46±0.33, 0.26±0.10, 0.18±0.04,0.13±0.04,0.16±0.07。2倍功率密度阈值脉冲光照结束后,心电图RR间期、QT间期、QRS波宽与基础心率无显著差异(P均0.05)。结论颈静脉注射腺相关病毒AAV9-CAG-hChR2 (H134R)-mCherry能够使心脏表达光敏感蛋白ChR2,473 nm蓝光可有效起搏心脏。心脏夺获率与光照的功率密度和脉冲宽度有关。