重组人成纤维细胞生长因子‑21在制备预防和治疗缺血性心律失常药物中的应用制造技术

本发明专利技术公开了重组人成纤维细胞生长因子‑21(rhbFGF21)在制备预防和治疗缺血性心律失常药物中的应用。本发明专利技术经研究发现：rhbFGF21在心肌梗死动物模型心梗前预防给药，能够显著降低心肌梗死后急性期心律失常的发生率，rhbFGF21在心肌梗死动物模型心梗前预防给药及心梗后1周持续腹腔注射给药，能够显著降低心肌梗死后慢性期心律失常的发生率，rhbFGF21在心肌梗死动物模型心梗前预防给药及心梗后1周持续腹腔注射给药，能够显著预防心肌梗死后心肌纤维化及心衰的并发症。本发明专利技术为缺血性心律失常的预防和治疗提供了一种安全、有效的治疗方法和药物，同时也为rhbFGF21能够成为预防和治疗缺血性心律失常药物提供了有力的理论依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及重组人成纤维细胞生长因子-21的新用途，特别涉及重组人成纤维细胞生长因子-21在预防和治疗缺血性心律失常中的应用。本专利技术属于生物医药

技术介绍
全球每年有1700万人死于心血管疾病，其中一半以上死于心肌梗死。我国每年死于心肌梗死及其并发症的人数已超过100万。随着溶栓和冠脉介入治疗技术的发展，显著提高了急性心肌梗死(AMI)患者的生存率，但心肌梗死急性发作后仍然存在较高的室性心律失常发生率，并已成为心肌梗死后患者死亡的主要原因。心肌电重构是心肌梗死后发生恶性室性心律失常的关键。心梗后心肌细胞膜表面离子(钠、钙、钾等)通道表达和功能失衡引起了心肌电重构。此外，心肌纤维化是心肌梗死的严重并发症之一，随着心肌纤维化程度加深，进一步诱发周围心肌细胞发生电重构。因此，如何预防或逆转心肌梗死后发生心脏电生理重构已成为当前临床心律失常治疗中亟待解决的难点问题。传统抗心律失常药物在临床治疗中仍存在许多不足之处：(1)一种抗心律失常药物只选择性激动或阻断某一特定类型离子通道，影响心肌动作电位时程及有效不应期，从而发挥其抗心律失常作用，但其作用机制并不能有效改善心脏电重构所引起的离子通道功能失衡这一病理生理学基础，因此仍处于对症治疗阶段；(2)传统的四类抗心律失常药长期或过量应用均可发生致心律失常副作用，因此长期应用的安全性均较差。重组人成纤维细胞生长因子(RecombinantHumanfibroblastgrowthfactor，rhbFGF)参与机体多种系统和器官的病理生理过程。近年来，越来越多的成纤维细胞生长因子(FGFs)作为人类疾病的生物标志物、最佳药靶及治疗药物被发现，但在心脏疾病的预防和治疗领域中却仍存在空白。目前已有研究证实，FGF家族成员FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF5、FGF9、FGF16、FGF21及FGF23分别在心脏疾病中，如心肌缺血、心肌梗死、心衰、心肌肥厚、心肌纤维化、房颤及心肌氧化应激性损伤等，通过调控不同的信号通路参与其病理生理过程。其中，FGF21在心衰、心肌肥厚、心肌氧化应激损伤、心肌缺血及糖尿病心脏病动物模型中，具有抑制心肌细胞凋亡、抗缺血损伤等方面的心脏保护作用，但目前尚未有研究发现FGF21在心律失常发生过程中的作用。因此，本专利技术通过在体动物模型及离体细胞水平研究，发现重组人成纤维细胞生长因子21(RecombinantHumanfibroblastgrowthfactor21，rhbFGF21)能够有效地抑制心梗后心律失常的发生。通过形态学及分子生物学等技术证实其作用机制为：rhbFGF21能够靶向性调节心肌细胞钠(Nav1.5)，钾(Kir2.1、Kv4.3)及钙(CaV1.2)离子通道mRNA及蛋白表达水平。rhbFGF21能够显著抑制心肌梗死缺血区心肌胶原生成，抑制心肌梗死后心肌纤维化发生。由于rhbFGF21可调控多个参与心梗后心律失常发生的离子通道基因的表达并抑制缺血区心肌胶原生成，使得开发针对rhbFGF21为靶点的药物成为可能，并可以成为一种新的缺血性心律失常的预防及治疗药物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于确定rhbFGF21在重大心脏疾病(慢性缺血性心脏病，心肌梗死)中抗心律失常的作用，并将其作为一种新型药物以及生物标志物，应用于预防和治疗缺血性心律失常等相关心脏疾病中。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术手段：本专利技术通过建立大鼠心肌梗死模型，对重组人成纤维细胞生长因子-21(rhbFGF21)的抗心律失常作用、对心肌梗死大鼠模型心脏的保护作用以及对心肌细胞离子通道的影响进行了研究，本专利技术经实验证实在急性心肌梗死动物模型室性心律失常的发生率明显增高，同时伴有离子通道蛋白CaV1.2、Nav1.5、Kir2.1、Kv4.3表达异常下调。分别于术前和术后给予心肌梗死模型大鼠注射rhbFGF21，可显著逆转上述的病理过程，降低大鼠心脏急性心肌梗死后心律失常的发生率，同时降低了室颤发生的可能性，恢复大鼠缺血边缘区心室肌离子通道相关蛋白CaV1.2、Nav1.5、Kir2.1、Kv4.3的表达异常。该结果表明：1)rhbFGF21在心肌梗死动物模型心梗前预防给药，能够显著降低心肌梗死后急性期心律失常的发生率。2)rhbFGF21在心肌梗死动物模型心梗前预防给药及心梗后1周持续腹腔注射给药，能够显著降低心肌梗死后慢性期(1周及4周)心律失常的发生率。3)rhbFGF21在心肌梗死动物模型心梗前预防给药及心梗后1周持续腹腔注射给药，能够显著预防心肌梗死后心肌纤维化及心衰的并发症。在上述研究的基础上，本专利技术提出了重组人成纤维细胞生长因子-21在制备预防和治疗缺血性心律失常药物中的应用。在本专利技术的一个具体实施例中，所述的药物能够显著降低心肌梗死后急性期或慢性期心律失常的发生率。在本专利技术的一个具体实施例中，所述的药物能够显著预防心肌梗死后心肌纤维化及心衰的并发症。在本专利技术中，优选的，所述的rhbFGF21可与适当载体，例如胆固醇，纳米颗粒，壳聚糖，脂质体等，连接形成药物。通过静脉或肌肉注射方式，用于急、慢性心肌缺血后心律失常的预防和治疗，并预防心梗后心肌纤维化及心脏功能衰竭。相交于现有技术，本专利技术的有益效果是：本专利技术经研究证明了rhbFGF21能够预防和治疗急性心肌梗死后室性心律失常的发生，从而提供了一种安全、有效的保护心脏并具有良好的抗心律失常作用的治疗方法和药物，同时也为rhbFGF21能够成为预防和治疗缺血性心律失常药物提供了有力的理论依据。附图说明图1为rhbFGF21对心肌梗死大鼠心律失常发生率的影响；A.肢体导联心电图检测心肌梗死大鼠急性期(15mins)及慢性期(1week，4week)心律失常的发生；B.心肌梗死后大鼠急性期(15mins)及慢性期(1week，4week)心律失常发生频率；图2为rhbFGF21对哇巴因诱导的心律失常潜伏期的影响；图3为rhbFGF21对心肌梗死大鼠心脏结构和功能的影响；A.心肌梗死后1周及4周大鼠左心室超声心动检测。B-E.心肌梗死后1周及4周大鼠心脏射血分数(EF)及左心室缩短分数(FS)检测；图4为心肌梗死模型大鼠心肌梗死区心肌缺血损伤面积TTC染色结果；图5为形态学观察rhbFGF21对心肌梗死大鼠左心室缺血边缘区心肌细胞形态及纤维化的影响；A.心肌梗死模型大鼠心肌梗死边缘区心肌组织H&E和Masson染色；B.心肌梗死模型大鼠心肌梗死边缘区心肌组织H&E和Masson染色统计图；图6为心肌梗死模型大鼠心肌梗死边缘区心肌细胞电镜观察结果；图7为rhbFGF21对大鼠H9C2心室肌细胞系及原代培养成纤维细胞活力的影响；A.MTT法检测大鼠H9C2心肌细胞系细胞活力；B.MTT法检测原代培养大鼠心脏成纤维细胞活力；C.细胞计数法检测原代培养大鼠心脏成纤维细胞活力；图8为rhbFGF21对心肌梗死大鼠缺血区心室肌细胞离子通道mRNA表达水平的影响；A-D.rhbFGF21对心肌梗死1周后大鼠缺血区心室肌细胞离子通道CaV1.2，Nav1.5，Kv4.3，Kir2.1mRNA表达水平的影响；E-H.rhbFGF21对心肌梗死4周后大鼠缺血区心室肌细胞离子通道Ca本文档来自技高网...

【技术保护点】
重组人成纤维细胞生长因子‑21(Recombinant Human fibroblast growth factor21，rhbFGF21)在制备预防和治疗缺血性心律失常药物中的应用。

【技术特征摘要】
1.重组人成纤维细胞生长因子-21(RecombinantHumanfibroblastgrowthfactor21，rhbFGF21)在制备预防和治疗缺血性心律失常药物中的应用。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的药物能够显著降低心肌梗死后急性期或慢性期心律失常的发生率。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宝峰，吕延杰，杜智敏，李校堃，王宁，张驰，王晓杰，惠琦，
申请(专利权)人：哈尔滨医科大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23