特异性联合抑制CaMKII与Ik1介导心脏重构的研究

抑制β－1肾上腺素能系统与肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)是当今治疗慢性心衰的基石；而钙/钙调素依赖性蛋白激酶II(CaMKII)是这两个系统激活后的下游关键信号，转基因抑制心脏CaMKII可改善β－1受体兴奋和心肌梗塞后的不利重构，但可导致内向整流性钾电流(IK1)上调；由于IK1上调有致心肌肥大和心律失常的作用，相反抑制Ik1具有抗心律失常的作用，因而转基因特异性联合抑制CaMKII和IK1可以消除因抑制CaMKII带来的Ik1上调的不利变化，并可望成为防治心脏不利重构及其并发症心力衰竭与心律失常的一个新的基石。本研究将对转基因特异性联合抑制CaMKII与Ik1小鼠进行心脏重构包括结构重构与电重构的系统研究，并用该鼠系制备兴奋β－1受体致心肌肥大模型和结扎冠脉致心肌梗塞模型，观察联合抑制CaMKII与Ik1抗心肌肥大，心力衰竭和心律失常的作用，可望为心脏病患者带来福音。

我们利用国内的已具备条件和与国外密切合作的的优势，采用更合理的实验方法完成了课题所预计的实验内容，对取得的研究成果概述如下: 转基因抑制CaMKII可改善b－1受体兴奋和心肌梗塞后的不利重构，但导致IK1上调，而转基因上调IK1可引起心脏肥大，心律失常及死亡率增加；本研究将转基因CaMKII抑制小鼠(AC3-I)与转基因IK1抑制小鼠杂交，结果使IK1和CaMKII均抑制小鼠(IK1-I/AC3-I) 的IK1较AC3-I小鼠下调约3倍，但Ito无明显改变，且IK1-I/AC3-I的动作电位时间（APD）较AC3-I显著延长，两组的基础ECG均无明显的心律失常发生。 在行横主动脉结扎致心肌肥大和心力衰竭模型六周后，IK1-I/AC3-I小鼠与AC3-I小鼠的心功能无明显差别， 均有左室舒张期内径显著增加和射血分数显著降低。在缺血再灌注损伤模型中，缺血20分钟和再灌注30分钟后， 两组间心肌梗塞面积和心功能恢复均无无明显差别，但心律失常的发生在IK1-I/AC3-I明显减少，提示特异性联合抑制CaMKII和内向整流性钾电流(IK1)可进一步降低心律失常的发生，但不能进一步改善心脏重构。. 此外，我们还发现在长期甲状腺素刺激诱导大鼠心肌肥厚模型中，甲状腺素可降低心肌CaMKII的表达，但使心肌CaMKII的活性增加，说明CaMKII参与甲状腺素诱导的甲亢性心脏病的发生发展，是通过CaMKII 活性的增加使其靶蛋白的磷酸化增加。.另外，我们通过腹腔注射一定剂量的AngⅡ可以显著增加心脏CaMKII的含量与活性，并可致心脏肥大与纤维化，提示RAAS兴奋致心脏重构过程中CaMKII是直接介导AngⅡ效应的胞内重要信号转导因子，因而未来研发的CaMKII抑制剂来阻止这关一键通路将有可能成为心衰治疗的一个新的里程碑。 .CaMKII在心肌缺血后适应中发挥着重要作用，我们发现：心肌缺血后适应能降低促炎细胞因子IL6，升高抗炎细胞因子IL10水平，其机制与内皮型一氧化氮合酶参与炎细胞因子的调节有关。在缺血/再灌注模型中，心肌缺血后适应可使AC3-I 小鼠较对照组AC3-C小鼠的心肌梗塞面积显著降低，特别是在分离的心肌细胞中更为明显，并可能与IKATP离子通道有关；但缺血后适应不能进一步减少AC3-I 小鼠缺血/再灌注损伤后心律失常的发生。