《KCNE2調節心臟L-型鈣通道的分子機制及生理和病理意義》是依託深圳大學，由劉傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：KCNE2調節心臟L-型鈣通道的分子機制及生理和病理意義
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉傑
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電壓依賴性L-型鈣通道（L-type calcium channel,LCC）在心臟興奮-收縮偶聯和鈣穩態調節中起重要作用。我們新近發現，電壓依賴性鉀通道的beta亞基KCNE2對心肌細胞LCC具有雙向調節作用：在心肌細胞過表達KCNE2減小LCC電流，降低KCNE2表達則增大LCC電流。後者還增高心肌肥大標誌物心鈉素mRNA水平。本項目首先探討KCNE2調節LCC功能的分子機制，明確KCNE2是否（1）直接影響LCC通道alpha和/或beta亞基功能；或（2）通過調節calcineurin活性，來調節LCC功能。其次，通過使離體培養的心肌細胞和在體心臟過/低表達KCNE2，查明KCNE2在心臟興奮-收縮偶聯中的調節作用；以及KCNE2低表達在心肌肥大發生中的作用和鈣信號機制。旨在找到心臟LCC和興奮-收縮偶聯調節的新機制，為闡明心臟相關疾病發生機制和尋找新的治療靶標提供理論和實驗依據。
結題摘要
電壓依賴性L-型鈣通道（L-type calcium channel，LCC）在心臟興奮-收縮偶聯和鈣穩態調節中起重要作用，其結構功能異常可引起房顫、室顫、興奮-收縮偶聯障礙和心肌肥大等嚴重病理改變。我們前期研究發現電壓依賴性鉀通道的亞基KCNE2對心肌細胞LCC具有雙向調節作用，在此基礎上，本項目主要研究了KCNE2調節LCC活性、維持心電穩定性、調節心臟興奮收縮耦聯及影響心肌肥大發生的分子機制，從以下四個方面論述：首先，本研究發現KCNE2通過與LCC的亞基Cav1.2的N末端的抑制結構域結合，從而降低LCC電流。同時，我們還發現引起家族性房顫的一個KCNE2突變R27C引起房顫的重要機制是增強KCNE2對LCC電流的抑制作用，通過縮短心房肌動作電位時程（action potential duration, APD），引起房顫發生。其次，我們進一步發現KCNE2對乳鼠和成年鼠心肌細胞APD的調節存在不均一性。敲低心肌細胞KCNE2表達延長乳鼠和成年鼠心肌細胞APD，而過表達KCNE2縮短乳鼠心肌細胞APD，但對成年鼠APD無影響。與APD變化一致，KCNE2敲低減小乳鼠和成年鼠Ito電流密度，KCNE2過表達增加乳鼠Ito電流密度但對成年鼠無影響。模擬大鼠心肌細胞APD發現，KCNE2對APD的調節主要是通過對Ito和LCC調節所致，揭示心肌細胞內源KCNE2通過對K+和Ca2+通道的調節而在維持心電穩定性中發揮重要作用。再次，我們研究了KCNE2對心肌細胞興奮-收縮偶聯的調節作用，發現過表達KCNE2抑制心肌收縮期鈣瞬變和收縮力，而降低KCNE2表達起反作用。調控KCNE2表達對肌漿網鈣庫容量、鈣泵功能等無影響。但無論增加還是降低KCNE2表達都顯著增加鈣火花頻率。最後，我們還發現心肌肥大時心肌細胞KCNE2蛋白表達量顯著降低，敲低正常心肌細胞KCNE2表達量可引起心肌肥大與Ca2+/CaM激活的calcineurin-NFAT和MAPK信號通路激活有關。而且，過表達心肌細胞KCNE2加重心肌肥大。因此，推測心肌肥大降低了KCNE2表達並參與心肌肥大的發生，本研究提出心肌肥大發生的新機制，為其治療提供了新思路。
