乙醇-乌头碱对培养的新生大鼠心室肌细胞的毒性效应及其分子机制研究

乌头类药酒引起的中毒案例较常见，严重者常因心律失常而死亡。但乌头碱与乙醇在心脏毒性上是否具有协同作用尚未明确。本课题组在前期乌头碱对心肌细胞的毒性研究工作中发现钙信号和钙调控蛋白是其致心律失常的重要机制之一。本研究拟在心肌细胞体外培养基础上，建立不同浓度乙醇与乌头碱联合染毒的模型，①通过观测心肌细胞搏动状态、LDH释放及DNA损伤情况等指标，从毒效学角度明确乙醇与乌头碱对心肌细胞是否存在协同增毒效应；②运用钙离子荧光标记结合共聚焦显微镜观测细胞内钙浓度和振荡模式的改变，定量检测钙调控蛋白基因转录和表达量及磷酸化状态的变化，分析乙醇-乌头碱联合染毒对钙信号和钙调控蛋白的影响，说明其毒性相互作用的机制；③通过检测染毒后心肌细胞PKA、PKC的含量，观测蛋白激酶抑制剂和钙调控蛋白抑制剂干预对染毒后钙信号的影响，进一步阐明PKA/PKC-钙调控蛋白调节通路在乙醇-乌头碱致心肌细胞毒性机制中的作用。

乌头类药酒引起的严重中毒案例较常见，常因严重心率失常而死亡。乌头碱是乌头中最主要的活性成分和毒性成分，主要作用于心脏和神经系统，可引起多种心律失常。但乌头碱与乙醇在心脏毒性上的相互作用尚未明确。在前期乌头碱对心肌细胞的毒性研究工作中，我们发现其引起细胞内钙信号的改变，钙信号和钙调控蛋白状态的改变是其致心律失常的重要机制。研究显示乙醇能影响心肌细胞钙平衡，但鲜见对钙循环通路中主要调控蛋白的功能状态影响的文献报道，亦未见乙醇与乌头碱联合作用下对心肌细胞钙信号和钙调控蛋白影响的研究。本项目通过建立体外心肌细胞模型，进行不同浓度乙醇—乌头碱分别染毒，首次全面系统地观察乙醇—乌头碱联合染毒对数种钙调控通道状态及胞内钙离子浓度的影响作用。揭示了乙醇—乌头碱联合染毒对钙调控通道mRNA表达及蛋白量表达的毒性效应，并发现针对不同钙离子通道，不同浓度的乙醇与乌头碱联用，能对心肌细胞钙离子浓度产生不同的影响。本项目为乙醇—乌头碱联合染毒，或乌头类毒性作用的研究提供了基础，拓宽了法医毒理学对乌头类心肌毒性分子机制的研究思路。