甲基苯丙胺对大鼠心室肌细胞离子通道功能与表达的影响

甲基苯丙胺导致（METH）的心脏事件屡有发生，但其心脏毒性机制尚未明确。本研究拟在前期研究阐明METH对大鼠心室肌细胞L-钙通道功能影响的基础上，开展METH对钾、钠通道的功能影响，从而形成一个系统。本研究将从体内和体外两个体系入手，研究：（1）METH中毒大鼠心肌细胞的损伤程度，及停药后不同时间心脏恢复程度；（2）METH毒性损伤后，大鼠心室肌细胞钾、L-钙、钠离子通道各亚基基因、蛋白表达水平的改变，明确其对通道功能的影响；（3）观察METH对培养乳鼠心室肌细胞形态、功能的影响，研究METH及通道抑制剂的使用对心室肌细胞钾、L-钙、钠电流的变化，探索离子通道阻滞剂的使用是否有降低METH心室肌细胞毒性损伤的作用。从而明确METH对心室肌细胞动作电位形成的整个过程的毒性作用，为减少METH猝死、降低METH心脏损伤提供实验基础。

METH导致的心脏事件屡有发生，但其心脏毒性机制尚未明确。本研究从体内和体外两个体系入手，研究：1.METH中毒大鼠心肌细胞的损伤程度，及停药后不同时间心脏恢复程度；2.METH毒性损伤后，大鼠心室肌细胞钾、L-钙、钠离子通道各亚基基因、蛋白表达水平的改变，明确其对通道功能的影响, 探讨甲基苯丙胺最终导致室性心律失常发生的分子机制和电生理机制；3.观察METH对培养乳鼠心室肌细胞形态、功能的影响，记录METH染毒后心室肌细胞钾、L-钙、钠电流的变化。结果：1.METH可以抑制原代培养新生大鼠心室肌细胞内钙、钾离子通道蛋白相关亚基的基因及蛋白表达水平, 干扰细胞内钙、钾离子平衡，直接抑制了心脏收缩功能,是一个导致心律失常的危险因素。但对钠离子通道蛋白相关亚基的基因及蛋白表达水平没有明显影响；2. METH不同浓度染毒均可以导致ICa-L和Ito的电流密度降低，并加快钾离子通道失活的速度，导致心律失常的发生。但对钠离子通道没有明显影响；3.METH对大鼠心室肌组织内钙、钾离子通道蛋白相关亚基的基因表达水平及蛋白表达水平有抑制作用，这种影响可以在停止用药一个月后得到恢复，但是不同基因其恢复能力不同，其中CACNA1C恢复能力较差，其可能是METH诱导心脏损伤的康复晚期心律失常发生的一个可能的诱导因素。但对钠离子通道蛋白相关亚基的基因及蛋白表达水平没有明显影响；4.METH通过上调IGFBP5，进而激活了半胱氨酸蛋白酶-3途径，最终诱导心室肌细胞发生凋亡。本课题首次证明在METH处理的原代培养新生大鼠心室肌细胞IGFBP5的表达增强；首次证明METH通过对L型钙离子通道和钙离子影响导致心律失常。本研究将为METH心脏毒性的防治和心血管疾病的治疗提供新的思路，为病理学、法医病理学相关研究和诊断提供基础。