由杰克布斯医学院与生物医学科学学院生理学与生物物理学助理教授Kedar Aras博士领导的新研究，将重点探讨心脏细胞内源性生物钟是否可作为治疗心脏骤停（SCA）和致命性心律失常的有效靶点。
研究负责人Aras指出：「理解心脏昼夜节律紊乱在心律失常和SCA中的作用，可为开发新型时间疗法提供方向，并通过符合昼夜节律的生活方式调整，降低高危患者的发病风险。」
该研究项目题为《心脏生物钟失同步在猪和人类捐献心脏心律失常中的作用》，获美国国家心肺血液研究所R01项目340万美元资助，为期五年。
研究指出，SCA及缺血性事件的发作具有时间依赖性，表明昼夜节律调控在其中发挥作用，但具体机制尚不明确。Aras表示：「项目的完成将揭示通过药物干预降低心律失常和SCA昼夜高发风险的可能性。」
昼夜生物钟的机制
生物钟是调控生理功能24小时节律的细胞计时系统，通过基因和蛋白质表达调控包括心脏电生理在内的多种功能。例如，心脏在日间活跃期心跳加速，夜间休息期减缓。这一节律由大脑下丘脑中央生物钟与包括心脏在内的外周分子生物钟协调调控。
心脏电活动映射研究
Aras提到，SCA患者常伴有严重冠状动脉疾病，表现为心肌缺血与健康区域并存。研究团队提出假设：「健康与缺血区域的心脏生物钟出现失同步，导致电生理节律紊乱，从而增加心律失常和SCA风险。」
为验证该假设，研究将结合人类捐献心脏与慢性左前降支动脉狭窄（LAD）的猪模型（高发SCA）。通过体外心脏切片光学标测和活体心脏电生理映射，确定慢性LAD狭窄猪是否存在心律失常易感的时间窗口。
光学标测技术原理
该技术通过将电压（或钙离子）敏感荧光染料加载至心脏组织，在特定波长光源激发下，利用高精度相机捕捉荧光变化，从而反映组织电压或钙活性，实现高时空分辨率的电生理活动绘图。
Aras解释：「体外心脏切片映射需使用震动切片机从心脏组织块制备切片（单块可获数十片），切片可在培养箱存活数周，便于对比健康与缺血组织的生物钟节律差异。活体映射则通过心脏表面电极阵列，研究工作心脏的电生理特征及其与中央生物钟的关联。」
新型时间疗法的潜力
研究三大核心目标包括：
- 揭示生理（正常）与病理（慢性缺血）条件下猪和人类心脏电生理节律特征
- 阐明健康与缺血组织生物钟失同步对心律失常时间依赖性的机制
- 验证通过调控心脏生物钟恢复昼夜同步对降低心律失常风险的疗效
研究团队认为，该成果将推动针对心律失常和SCA的新型时间疗法（含药物与非药物干预），并指导患者进行符合昼夜节律的生活方式调整。
合作研究人员
纽约州立大学布法罗分校合作成员包括：
- 心血管医学部杰出教授兼Albert and Elizabeth Rekate冠名教授John M. Canty Jr.博士
- 药学与药科学学院Jun Qu博士教授
美国阿拉巴马大学伯明翰分校Martin Young博士教授参与合作。
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