研究背景：儿茶酚胺敏感性多形性室性心动过速（CPVT）是一种罕见的遗传性心律失常综合征，可能因体育活动、应激及儿茶酚胺刺激而引发致命性心律失常，如室颤（VF）。典型症状包括运动或情绪应激后反复晕厥、癫痫发作或突然死亡。以往研究已识别与CPVT及肌浆网（SR）钙释放相关的多个基因，如RyR2、FKBP126、CASQ2、TRDN和CALM1-3。当儿茶酚胺刺激导致RyR的敏感性增加，进而引发细胞内Ca²⁺升高时，心肌细胞内的钙波更容易出现。目前，RyR2通道缺陷引发CPVT的室性心律失常机制尚不完全清楚。“双时钟理论”或许可以阐明特定膜蛋白或钙离子处理蛋白的功能障碍是如何导致心律失常，包括CPVT。目前，RyR2-R2474S突变小鼠已被证明会出现运动诱发的室性心律失常及心源性猝死。对此，西南医科大学心血管研究所雷鸣教授和谭晓秋教授团队对WT小鼠及RyR2-R2474S突变小鼠的心脏进行了研究。其研究成果发表在《Journal of Molecular and Cellular Cardiology Plus》杂志上，为在组织水平上理解CPVT的致心律失常机制提供了新的视角。

研究方法：在本研究中，采用高分辨荧光标测技术（Optical Mapping）对WT小鼠及RyR2杂合子R2474S突变小鼠在对照及儿茶酚胺刺激条件下心脏的动作电位（AP）及细胞内钙瞬变（CaT）等电生理参数进行了对比分析。

研究结果：1. RyR2-R2474S/+小鼠心脏展现出较高的促心律失常倾向。实验显示，在给予异丙肾上腺素（ISO；10 mg/kg）刺激后，RyR2-R2474S/+小鼠心脏出现了显著的室性心律失常事件，而WT小鼠未显现此现象。在相位图中，RyR2-R2474S/+小鼠心脏的整体心电活动表现出与室性心律失常相关的异常折返现象，而WT小鼠心脏电传导正常。在离体心脏实验中，通过快速起搏方案（50 Hz）对RyR2-R2474S/+小鼠心脏进行儿茶酚胺刺激时，观察到典型的多形性室性心动过速（VT），表明RyR2-R2474S/+小鼠心脏具备高度促心律失常倾向。

2. RyR2-R2474S/+小鼠的心脏表现出Ca²+动力学异常，但未伴随有明显的动作电位时程及传导异常。通过高分辨荧光标测技术，在Langendorff离体心脏灌流条件下，评估了WT与RyR2-R2474S/+小鼠心脏的钙瞬变（CaT）时程。结果表明，无论在ISO刺激前还是期间，RyR2-R2474S/+小鼠的CaTD50均显著长于WT小鼠。尽管ISO刺激会使两组的CaT缩短，但RyR2-R2474S/+小鼠的缩短程度低于WT小鼠。此外，RyR2-R2474S/+小鼠的CaTD80离散度较低，并且在ISO刺激后未见变化。

同时，对两组小鼠的左、右心室（LV及RV）心尖和心底区域的CaTD50和CaTD80进行了系统分析，进一步确认了上述结果。荧光标测结果表明，两组小鼠在ISO刺激前后，左心室心尖的CaTD均为最长。ISO刺激前，RyR2-R2474S/+小鼠的CaTD50和CaTD80均显著长于WT小鼠，且ISO刺激进一步加剧了这一差异。

在动作电位特性方面，虽然CaT有所不同，但APD50和APD80在两种基因型及药物处理条件中，并未观察到显著差异。此外，使用S1S1及S1S2程序性起搏，研究动作电位复极曲线及有效不应期（ERP）。结果显示，在ISO刺激下，RyR2-R2474S/+小鼠与WT小鼠的动作电位复极曲线及ERP并无显著差异。

3. RyR2-R2474S/+小鼠心脏在CaT与跨膜电压（Vm）间存在异常的时间关系。通过比较实验组在不同条件下的CaT和Vm信号波形，量化了Vm-CaT延迟。在ISO刺激前后，RyR2-R2474S/+小鼠心脏在上升至峰值的时间与WT小鼠相似，但在达到峰值的时间上存在显著差异。此外，RyR2-R2474S/+小鼠心脏在跨膜电压峰值与胞质内Ca²⁺浓度峰值间的延迟时间显著延长，而在复极化至50%及Ca²⁺浓度衰减间的延迟时间也显著增加。在S1S1程序性起搏后，ISO干预下，RyR2-R2474S/+小鼠心脏表现出频率依赖性的CaT交替，但WT小鼠则未见此现象。

结论：本研究对RyR2-R2474S小鼠的整个心脏跨膜电位（Vm）及细胞内钙瞬态（CaT）的定位研究，尤其是电压-钙延迟时间的分析，为在组织水平上理解CPVT的致心律失常机制提供了新的见解。同时，呼应了尊龙凯时在生物医疗领域持续创新与研究的使命和愿景，促进了对心血管健康的深层次理解，为未来的治疗提供了有价值的参考。