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瞬时受体电位通道(transient receptor potential channel, TRP channel)是一类位于细胞膜上的离子通道超家族,在机体中起着重要作用。其中与最初发现的果蝇TRP通道同源性最高的亚家族称为经典瞬时受体电位通道(transient receptor potential canonical channel, TRPC),包括TRPC1-7共七个成员。TRPC广泛分布于心血管系统,是一类对钙、钠等多种离子通透的阳离子通道。TRPC的功能及表达异常可见于心肌肥厚、心肌缺血、心律失常、高血压等多种心血管疾病。TRPC是牵张激活的离子通道(stretch-activated ion channels, SACs)的重要组成部分,对通道的活性起着关键作用。肥厚的心肌细胞TRPC表达会出现变化,但其对心肌收缩功能的影响尚不明确。目的：通过建立心肌肥厚的大鼠模型,观察TRPCs表达的变化,研究其对心肌细胞膜牵张引起的Ca2+内流、心肌动作电位、心室肌长度依赖性收缩力及心脏泵血功能的影响,明确TRPCs表达变化对心肌收缩功能的作用及其在肥厚心肌中的意义,为新型抗心力衰竭药物的研发提供理论依据。方法：1.异丙肾上腺素诱导的大鼠全心肥厚模型雄性SD大鼠随机分成对照组和心肌肥厚模型组。模型组大鼠给予异丙肾上腺素诱导发生心肌肥厚,对照组给予等剂量生理盐水；5周后取出心脏称重,并制作心肌组织病理切片,HE染色后显微镜下观察心肌细胞形态学变化。2. Western blot检测心肌TRPCs及NCX1蛋白的表达造模成功后,取对照组和模型组大鼠心脏组织,进行Western blot实验,检测TRPC1、TRPC3、TRPC6及NCX1蛋白表达的变化。3.应用钙荧光指示剂Fura-2/AM测定细胞内Ca2+浓度变化取对照组和模型组大鼠心脏,用酶消化法得到新鲜分离的心肌细胞。予钙指示剂Fura-2/AM室温下孵育后在离子成像系统下,记录Ca2+的荧光强度以反映离子浓度。利用低渗细胞外液使细胞肿胀,细胞膜牵张后引起SACs开放,细胞内Ca2+浓度([Ca2+]i)升高。比较对照组和模型组心肌细胞[Ca2+]i升高程度,并观察TRPC阻滞剂Gd3+、NCX1阻滞剂Ni2+以及L-型钙通道阻滞剂维拉帕米(Verapamil,Ver)对细胞[Ca2+]i升高的影响。4.标准微电极技术记录牵张对心肌动作电位的影响采用标准微电极技术记录右心室肌细胞动作电位,利用轴向牵拉激活SACs,记录在原长状态下(Lo)和长度拉伸10%(1.1L0)后心肌细胞动作电位及静息电位的变化。比较牵张对模型组和对照组心肌细胞的动作电位及静息电位的影响,观察Gd3+和Ver对心肌动作电位的作用。5.心室肌离体组织灌流记录收缩力分离大鼠左心室乳头肌标本进行离体组织灌流记录收缩力,观察在L0和牵拉至1.1L0后心肌收缩力增加的程度。比较模型组和对照组心肌之间长度依赖性收缩力增加的情况,观察Gd3+和Ver对收缩力的影响。6.离体心脏Langendorff灌流检测泵功能采用Langendorff灌流法检测离体大鼠心脏泵血功能。改变心室前负荷,观察心输出量的变化,绘制Frank-Starling曲线。比较对照组和模型组心脏Frank-Starling曲线的变化,观察Gd3+阻滞SACs后对Frank-Starling曲线的影响。结果：1.对照组和模型组大鼠心脏质量、心肌细胞直径比较与对照组相比,异丙肾上腺素诱导的模型组大鼠心脏增大、重量增加,呈全心肥厚；病理学切片显示模型组大鼠心肌细胞显著增粗、直径增大,出现明显的心肌肥厚现象,证明心肌肥厚大鼠造模成功。2.心肌肥厚时细胞TRPCl/3/6及NCX1蛋白表达的变化与对照组相比,心肌肥厚大鼠的心肌中TRPC1表达显著增加,TRPC3、TRPC6和NCX1的变化无统计学差异。3. SACs激活引起细胞内Ca2+浓度升高膜牵张使SACs激活引起细胞[Ca2+]i升高,肥厚心肌细胞[Ca2+]i升高的幅度为30.75±4.16%,明显高于对照组11.65±1.43%。在心肌肥厚组和对照组中,Gd3+和Ni2+均能抑制[Ca2+]i升高,Ver无明显抑制作用。4.牵张对心肌动作电位的影响(1)在Lo时与对照组相比,肥厚的心肌细胞具有较长的动作电位时程(action potential duration, APD)。两组心肌的APDso(APD复极至50%的时程)在1.1L0时较Lo均有延长,肥厚组心肌细胞由牵张引起的APDso延长的程度为8.86±1.16ms,明显大于对照组3.48±0.41ms。而Gd3+可以使APD显著缩短,并且抑制牵张引起的APD5o延长,提示ISAC具有延长APD的作用。Ver对APD未产生明显作用。(2)牵张可以引起心肌细胞静息膜电位(resting membrane potential, RMP)部分去极化。结果显示：牵张引起肥厚心肌细胞RMP部分去极化的程度要明显大于正常心肌细胞,前者RMP由-60.12±0.70mV去极化至-53.23±1.12mV,后者RMP由-61.77±1.05mV去极化至-58.04±1.02mV。Gd3+可以使二者RMP进一步极化,并抑制牵张引起的RMP部分去极化。Ver对RMP未产生明显作用。5. SACs对心肌长度依赖性收缩力的影响牵拉大鼠左心室乳头肌从L0到1.1L0,其收缩力增大。在台式液中,对照组和肥厚组心肌收缩力增加的程度(developed contractile force, Fdev)分别为41.87±3.41%和37.59±1.93%,二者之间无明显差异。予10μmol/L的Gd3+阻滞TRPC后,两组间的Fdev出现明显差异：对照组为37.25±1.62%,肥厚组为25.07±1.86%,提示TRPC在肥厚心肌的异长调节功能中起着更大的作用。0.1μmol/L Ver可以使L0和1.1L0状态下的心肌收缩力均减弱,但不影响两组的Fdev。但是Ver增强了Gd3+对Fdev的抑制作用,此作用在肥厚的心肌组织更为明显。6. SACs对心脏泵血功能的影响当用台式液灌流时,对照组和心肌肥厚组心脏的Frank-Starling曲线无明显差异,10μmol/LGd3+明显抑制心脏功能曲线的上升幅度；与对照组相比,相同浓度的Gd3+对肥厚心脏的泵血功能抑制作用更为显著。结论：1.发生肥厚的大鼠心肌细胞表达更多的TRPC1,可以增强细胞膜上SACs的活性。2.非选择性阳离子通道SACs开放可以引起胞外的阳离子进入细胞,其主要成分是Na+；细胞内Na+增多激活NCX1,通过Na+/Ca2+交换使[Ca2+]i升高。3.肥厚的心肌细胞SACs活性增强,使心肌受到牵拉时有更多的Ca2+进入,能够增加收缩力；当前负荷增大时,有利于肥厚心脏维持泵血功能。