中藥養(yǎng)心定悸膠囊通過抑制鈉通道和L型鈣通道緩解心律失常的研究
心律失常是全球性健康大問題，死亡率高。室性心律失常（VAs）是其中一類，癥狀多樣，常見于缺血性心臟病患者和處于重大壓力下的人群，嚴(yán)重時(shí)可致心源性猝死。
Vaughan-Williams分類系統(tǒng)將抗心律失常藥分四類，多數(shù)作用于心臟離子通道。但傳統(tǒng)抗心律失常藥常伴有不良反應(yīng)，長期使用還會使部分患者出現(xiàn)心律失常并發(fā)癥，所以急需更安全有效的治療方案來應(yīng)對心律失常。
中醫(yī)藥是研發(fā)新型抗心律失常藥的潛力寶庫，如穩(wěn)心顆粒、參松養(yǎng)心膠囊等中藥方劑臨床抗心律失常效果好、不良反應(yīng)少，它們通過保護(hù)心肌細(xì)胞和調(diào)節(jié)心臟離子通道發(fā)揮作用。中醫(yī)藥的多靶點(diǎn)治療模式可能特別適合治療心律失常，因?yàn)樾穆墒СＩ婕皬?fù)雜的病理生理機(jī)制。
養(yǎng)心定悸膠囊源自炙甘草湯，臨床治療室性心律失常安全有效，該藥物已被中國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)用于治療心系病癥引起的心悸。其由九味中藥組成，且部分成分已在各種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭酗@示出抗心律失常的特性。中醫(yī)藥的核心前提強(qiáng)調(diào)整體性，藥物療效需綜合考慮整個(gè)方劑。
養(yǎng)心定悸膠囊臨床應(yīng)用已久且有效，但抗心律失常的藥理機(jī)制不明，基于此，河北醫(yī)科大學(xué)許彥芳教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表重要成果：Traditional Chinese Medicine YangxinDingji alleviates arrhythmias through inhibition of sodium and L-type calcium channels，探究養(yǎng)心定悸膠囊預(yù)防心律失常的藥理作用和潛在機(jī)制，為其臨床應(yīng)用提供理論和科學(xué)依據(jù)。
1. YXDJ膠囊降低豚鼠心臟心律失常的易感性
通過離體豚鼠心臟實(shí)驗(yàn)評估養(yǎng)心定悸膠囊抗心律失常潛力，模型組在缺血再灌注后室性心動過速/心室顫動發(fā)生率100%，不同濃度養(yǎng)心定悸膠囊處理可降低其發(fā)生率，濃度為1.0毫克/毫升的養(yǎng)心定悸膠囊顯著將室性心動過速/心室顫動的持續(xù)時(shí)間縮短，養(yǎng)心定悸膠囊的藥理功效與利多卡因相當(dāng)。
圖1. 養(yǎng)心定悸（YXDJ）膠囊對Langendorff灌流豚鼠心臟缺血再灌注（I/R）誘發(fā)的心律失常的影響
異丙腎上腺素（ISO）可誘發(fā)多種室性心律失常，在離體豚鼠心臟實(shí)驗(yàn)中，模型組受異丙腎上腺素刺激后室性心動過速發(fā)生率達(dá)80%。不同濃度的養(yǎng)心定悸膠囊預(yù)處理能降低其發(fā)生率，并以濃度依賴方式降低心律失常評分，1.0毫克/毫升時(shí)效果顯著，養(yǎng)心定悸膠囊對異丙腎上腺素誘發(fā)的心律失常的保護(hù)作用與L型鈣通道阻滯劑維拉帕米相當(dāng)。且各濃度的養(yǎng)心定悸膠囊對離體心臟的心率、QRS和QT間期等心電圖參數(shù)無影響。
圖2. YXDJ膠囊對Langendorff灌注豚鼠心臟中ISO誘導(dǎo)的心律失常的影響
2. YXDJ膠囊對hiPSC-CMs的抗心律失常作用
人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生心肌細(xì)胞（hiPSC-CMs）是研究藥物心臟電生理的有效模型，為了進(jìn)一步評估YXDJ膠囊在hiPSC-CMs中的抗心律失常作用，使用多電極陣列（MEA）獲取電活動，并通過施加程序性電刺激來誘發(fā)心律失常。養(yǎng)心定悸膠囊能降低電刺激誘發(fā)的hiPSC-CMs心律失常發(fā)生率、縮短心律失常持續(xù)時(shí)間，且高濃度效果與維拉帕米相當(dāng)；同時(shí)，養(yǎng)心定悸膠囊在所測濃度下不影響心肌細(xì)胞的電活動和收縮性，而維拉帕米作為陽性對照會延長場電位時(shí)程、降低阻抗幅度。
圖3. YXDJ膠囊在人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生心肌細(xì)胞（hiPSC-CMs）中的抗心律失常作用
3. YXDJ膠囊對鈉電流的影響
為探究養(yǎng)心定悸膠囊抗心律失常的分子機(jī)制，研究其對心臟離子電流的影響。在穩(wěn)定轉(zhuǎn)染了人Nav1.5 cDNA的HEK293細(xì)胞中記錄峰值鈉電流（INa），養(yǎng)心定悸膠囊濃度依賴性抑制峰鈉電流，使電流-電壓(I-V)曲線上移，不影響鈉通道穩(wěn)態(tài)激活，但促進(jìn)通道失活。
在急性分離的豚鼠心臟心室肌細(xì)胞中檢測養(yǎng)心定悸膠囊對晚鈉電流（INa-L）的影響，它可濃度依賴性抑制晚鈉電流，高濃度抑制效果更明顯，表明養(yǎng)心定悸膠囊可能通過抑制鈉電流發(fā)揮抗心律失常作用。
圖4. YXDJ膠囊對峰值鈉電流（INa）和晚鈉電流（INa-L）的影響
4. YXDJ膠囊對L型鈣電流（ICa-L）的影響
研究人員在豚鼠心室肌細(xì)胞中研究養(yǎng)心定悸膠囊對L型鈣電流的影響。結(jié)果顯示，養(yǎng)心定悸膠囊能顯著抑制該電流，且抑制程度呈濃度依賴性。不影響鈣通道穩(wěn)態(tài)激活曲線，但使穩(wěn)態(tài)失活曲線左移，表明其通過促進(jìn)鈣通道失活來抑制L型鈣電流。
圖4. YXDJ膠囊對峰值鈉電流（INa）和晚鈉電流（INa-L）的影響
5. YXDJ膠囊對延遲整流K+電流的影響
研究人員分別在表達(dá)hERG和表達(dá)KCNQ1/KCNE1的HEK293細(xì)胞中，探究養(yǎng)心定悸膠囊對 IKr 和 IKs 電流的影響。結(jié)果顯示，高濃度（1.0毫克/毫升）的養(yǎng)心定悸膠囊既不改變IKr的IV曲線和最大電流密度，也不影響IKs的電流幅度，即養(yǎng)心定悸膠囊對這兩種延遲整流鉀離子電流無顯著影響。
圖6. YXDJ膠囊對快速內(nèi)向整流鉀電流（IKr）和慢速內(nèi)向整流鉀電流（IKs）的影響
6. YXDJ膠囊緩解I/R引起的心臟電活動和鈣瞬變信號失調(diào)
該內(nèi)容旨在研究養(yǎng)心定悸（YXDJ）膠囊的電生理機(jī)制，使用光學(xué)標(biāo)測技術(shù)對離體心臟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)模型心臟再灌注時(shí)出現(xiàn)室顫表型，且其傳導(dǎo)模式改變，再灌注后5分鐘出現(xiàn)傳導(dǎo)折返現(xiàn)象，再灌注30分鐘后電紊亂緩解，而在有養(yǎng)心定悸膠囊存在時(shí)未檢測到折返現(xiàn)象。
心室復(fù)極化和興奮傳導(dǎo)的不均一性增強(qiáng)構(gòu)成了興奮折返的基礎(chǔ)，并會導(dǎo)致心律失常。實(shí)驗(yàn)檢測發(fā)現(xiàn)，模型心臟的心室動作電位時(shí)程離散度和傳導(dǎo)不均一性指數(shù)增加，表現(xiàn)出明顯的異質(zhì)性，YXDJ膠囊預(yù)處理顯著降低了復(fù)極離散度和興奮傳導(dǎo)的異質(zhì)性。同時(shí)，模型組心臟因缺血再灌注出現(xiàn)鈣調(diào)節(jié)異常，鈣信號不均一且不同步，養(yǎng)心定悸膠囊預(yù)處理可減輕這種由缺血再灌注誘導(dǎo)的鈣瞬變異常情況。
圖7. 在有無YXDJ膠囊干預(yù)的情況下，I/R豚鼠心臟的動作電位（AP）和鈣瞬變（CaTs）的光學(xué)標(biāo)測結(jié)果
7. YXDJ膠囊緩解ISO引起的心臟電和鈣紊亂
研究探討了YXDJ膠囊對ISO刺激的心臟模型中心臟電和鈣紊亂的影響。ISO會在部分心臟中誘發(fā)異常電活動和室顫表型，形成折返環(huán)路，而YXDJ膠囊能預(yù)防這些異常電活動和興奮折返，還可降低APD離散度和傳導(dǎo)不均一性指數(shù)，恢復(fù)由ISO引起的鈣活動異常并改善鈣信號均一性。在ISO未干預(yù)情況下，心臟興奮傳導(dǎo)有序，且YXDJ膠囊對心臟電傳導(dǎo)、APD和CaTs無顯著影響。
圖8. 在有無YXDJ膠囊干預(yù)的情況下，在ISO誘發(fā)心律失常的豚鼠心臟中AP和CaT的光學(xué)標(biāo)測結(jié)果
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