Junctophilin在小電導Ca2+-激活K+通道與RyR受體功能耦聯中的作用

《Junctophilin在小電導Ca2+-激活K+通道與RyR受體功能耦聯中的作用》是依託鄭州大學，由章茜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Junctophilin在小電導Ca2+-激活K+通道與RyR受體功能耦聯中的作用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：章茜
• 依託單位：鄭州大學

項目摘要

小電導Ca2+激活K+通道（SK）功能異常與心律失常的發生密切相關。研究SK通道的分子調控對揭示心律失常的發生機制有重要的科學意義。我們前期工作表明RyR2對心肌SK2通道具有調控作用，但不清楚其機理。預實驗提示耦聯胞漿膜與肌質網膜的Junctophilin2（JPH2）蛋白與心肌RyR2和SK2可形成免疫共沉澱。RyR2對心肌SK2調控是否與JPHs相關，國內外尚未見報導。本項目擬在此基礎上深入研究JPH在心肌SK通道與RyRs功能耦聯中的作用:1.研究心肌JPH2與SK2、RyR2蛋白交聯及相互作用；2.研究JPH2與SK2通道膜表面定位、與RyR2Ca2+釋放的生理性相關；3.研究心肌細胞JPH2敲減與心肌細胞SK2和RyR2表達;4.研究JPH2敲減對SK2與RyR2功能耦聯的影響。從理論上闡明JPH是心肌SK通道與RyRs功能耦聯的關鍵分子，為心律失常的防治和藥物篩選提供新靶點。

結題摘要

本項目研究了心肌JP2與SK2、JP2與RyR2相互作用；JP2與SK2通道表面定位、JP2與RyR2 Ca2+釋放的生理性相關；研究了JP2敲減對心肌細胞SK2和RyR2表達及功能的影響。經蛋白質譜分析表明心肌JP2是與SK2、RyR2等的相關蛋白；經體內和體外實驗首次證明了小鼠內源性心肌組織JP2與SK2通道、JP2與RyR2具有相互作用；初步闡明JP2-N-末端MORN motifs與SK2相互作用的結構域、JP2-C-末端跨膜區與RyR2特異性相互作用的結構域；共聚焦顯微鏡顯示小鼠心肌細胞JP2與SK2、JP2與RyR2存在共定位；表面-生物素標記結合共聚焦顯微鏡證明JP2可明顯增加SK2通道表面膜表達和膜定位；通過構建靶向JP2siRNA線病毒載體, 經Real-time PCR 和Western blot證明JP2 沉默可明顯抑制心肌細胞JP2表達；功能性實驗證明JP2敲減明顯抑制心肌細胞SK2通道電流，也明顯抑制RyR2對SK2通道的調控作用。Ca2+ image表明JP2敲減明顯降低細胞內Ca2+瞬變和細胞內Ca2+含量。簡言之，我們的研究圍繞與Ca2+信號相關的離子通道及膜耦聯複合體蛋白之間的相互作用及功能調控，揭示了JP2是心肌SK2通道和RyR2的重要相關蛋白，JP2與SK2通道的功能耦聯有助於SK2通道在細胞膜的定位，JP2與RyR2的功能耦聯可調節細胞內Ca2+信號，從而涉及心肌興奮-收縮耦在線上制，參與心肌SK通道的功能調控。經本項目研究從理論上提出JP2是心肌SK2通道調控的關鍵分子，在心肌SK2通道與RyR Ca2+ 釋放通道功能耦聯中具有重要作用。研究成果為心律失常的發生機制提供了新的視點，為心律失常防治策略和藥物靶點的篩選提供重要的學術觀點和實驗依據，具有明顯的學術價值和臨床意義。