利用光遗传学技术构建小鼠光控心脏起搏模型

• 作者: 葛焰 王伟 刘洁玉 曾博
• 来源期刊: 四川动物
• 学科: 生物学
• 关键词: 光遗传学 光控心脏起搏 视紫红质通道蛋白2 心律失常
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 39-45
• 页数: 7页
• 分类号: Q95-336
• 语种: 中文
• DOI: 10.11984/j.issn.1000-7083.20200329

摘要

电刺激是人工控制心脏搏动频率的标准技术,但在实验研究中,这种方法有较大的局限性,如局部电解效应、刺激频率和时长受限、只能对目标范围内的所有细胞进行刺激、不能选择性作用于心肌细胞等.基于光遗传学技术,本研究构建了心肌细胞特异性表达光激活阳离子通道channelrhodopsin-2(ChR2)的转基因小鼠,采用特定频率的蓝光刺激使心肌细胞膜电位去极化,从而引发动作电位并控制心脏起搏.当蓝光刺激频率低于小鼠自发心脏搏动频率时,蓝光刺激造成暂时性的心律失常,去除蓝光照射后小鼠心跳恢复正常;当蓝光刺激频率高于小鼠自发心跳频率时,小鼠的心脏搏动完全由蓝光刺激支配,去除蓝光照射后恢复到自发搏动状态;失去自主搏动能力的小鼠心脏也可由蓝光刺激进行起搏;不表达ChR2的对照小鼠对蓝光刺激没有响应.本研究对基于光遗传学的光控心脏起搏技术进行了实验论证,在心肌电生理学特别是心律失常研究中有着非常重要的应用价值.