氧化应激对心肌细胞RyR2自发性钙释放活性的影响及分子机制

心肌细胞肌浆网钙释放通道Ryanodine受体（RyR2）自发性钙释放活性的增强在心律失常的发生中有重要作用。在多种可致心律失常的心脏疾病如心衰、心肌缺血再灌注的发生发展过程中，心肌氧化应激水平明显升高，已证实RyR2是氧化应激的重要作用靶点。然而，有关氧化应激对RyR2自发性钙释放活性的影响及其分子机制却知之甚少。本项目拟从分子和细胞水平对这一问题进行研究。首先，采用单通道记录及单细胞钙影像技术，检测通用的巯基氧化剂NEM对肌浆网内钙激活RyR2的敏感性及自发性钙释放活性有何影响。然后，利用NEM制备生物素半胱氨酸探针，通过质谱技术检测RyR2上有哪些氧化位点。最后，采用定点诱变技术研究相关氧化位点的功能，明确这些氧化还原修饰位点在自发性钙释放中的作用。藉此揭示氧化应激影响RyR2自发性钙释放活性的分子机制，为进一步全面深入研究氧化还原对RyR2功能的调节并寻求新的治疗靶点奠定基础。

本项目从分子、细胞和组织水平通过胞内钙测定、楔形心肌块、分子生物学等技术研究心肌细胞肌浆网钙释放通道Ryanodine受体（RyR2）自发性钙释放活性的增强在心律失常的发生中有重要作用。首次发现（1）RyR2－HEK293细胞由钙超载和巯基氧化剂NEM诱导活跃的钙释放事件明显增加，（2）心肌细胞钙超载时，肌浆网的自发性钙释放增加，（3）阻断Ryanodine受体能够有效抑制CPVT模型的触发性室性心律失常，（4）在应激情况下，晚期心力衰竭室速或室颤发生率明显高于心肌肥厚，（5）KN-93可通过降低Ryanodine受体Ser2815位点的磷酸化水平抑制肥厚心肌的室性心律失常，（6）卡维地洛能改善阿霉素心肌病引起的心脏结构改变，与美托洛尔比卡维地洛对阿霉素心肌病有保护作用并能降低室性心律失常的发生其机制与氧化自由基降低密切相关。上述结果表明，心律失常的发生与氧化应激密切相关，氧化应激因子对肌浆网钙释放通道 RyR2具有明显调控作用，揭示了氧化应激在心肌组织通过自发性钙释放途径的病理生理机制。