心房钠尿肽阻抑心室肌细胞晚钠电流与胞内钙离子之间正反馈的机制研究

Studies have shown that the increased late sodium current (INa.L) in ventricular myocytes of heart failure and myocardial infarction was an important factor to induce intracellular Ca2+ overload and arrhythmias, and a positive feedback loop between INa.L and intracellular Ca2+ was coupled by calmodulin kinase II (CaMKII) and protein kinase C (PKC). Recently, we found that atrial natriuretic peptide (ANP) can obviously inhibit INa.L increased by sea anemone toxin (ATX II, INaL open agent) and higher intracellular Ca2+ in ventricular myocytes, and there may be a negative feedback loop between CaMKII or PKC and ANP in vivo. Therefore, we hypothesized that the positive and the negative feedback loops coupled by CaMKII and PKC may exist in vivo and play an important role in the regulation of INa.L and intracellular Ca2+ in ventricular myocytes. In this study we shall use whole-cell patch clamp recording technique, visual motion edge detection system, intracellular Ca2+ measurement system, multi-channel physiological signal acquisition system and molecular biology technology to explore the mechanisms of ANP inhibiting the INa.L increased by ATX II, higher intracellular Ca2+, hypoxia or heart failure from cell and organ level, and confirmed the regulatory effect of negative feedback between CaMKII or PKC and ANP on INa.L in ventricular myocytes.

已有研究表明，心衰或心梗增大的心室肌细胞晚钠电流（INaL）是诱发胞内Ca2+超载和 心律失常的重要因素，而INaL和胞内Ca2+浓度之间可构成正反馈环路且被钙调蛋白激酶II（C aMKII）和蛋白激酶C( PKC)所介导。我们在预试中发现心房钠尿肽（ANP）对海葵毒素（ATX Ⅱ,INaL开放剂）和胞内高Ca2+增大的心室肌细胞INaL具有明显抑制作用，并且CaMKII及PKC 与ANP之间可能存在负反馈环路。因此，我们推测体内存在有由CaMKII和PKC所偶联的两个正、 负反馈并对INaL和胞内Ca2+进行调节。本研究采用全细胞膜片钳技术、可视化动缘探测、细 胞内钙测定系统和分子生物学技术从细胞和器官水平探讨ANP抑制ATXⅡ、胞内高Ca2+、缺氧或 心衰等病理情况增大的心室肌细胞INaL的机制，并证实CaMKII及PKC与ANP之间形成的负反馈 环路对心室肌细胞INaL的调节作用。

已有研究表明，心衰或心梗增大的心室肌细胞晚钠电流（INaL）是诱发胞内Ca2+超载和心律失常的重要因素，而INaL和胞内Ca2+浓度之间可构成正反馈环路且被钙调蛋白激酶II（CaMKII）和蛋白激酶C( PKC)所介导。我们在预试中发现心房钠尿肽（ANP）对海葵毒素（ATXⅡ,INaL开放剂）和胞内高Ca2+增大的心室肌细胞INaL具有明显抑制作用，并且CaMKII及PKC与ANP之间可能存在负反馈环路。因此，我们推测体内存在有由CaMKII和PKC所偶联的两个正、负反馈并对INaL和胞内Ca2+进行调节。本研究采用全细胞膜片钳技术、可视化动缘探测、细胞内钙测定系统和分子生物学技术从细胞和器官水平探讨ANP抑制ATXⅡ、胞内高Ca2+、缺氧等病理情况增大的心室肌细胞INaL的机制，并证实CaMKII及PKC与ANP之间形成的负反馈环路对心室肌细胞INaL的调节作用。实验发现在单通道记录中ANP可减小INaL通道的通道活性及通道开放时间、开放概率而抑制INaL。ANP可浓度依赖性抑制ATXII增大的INaL，对胞内高Ca2+及缺氧增大的INaL也有抑制作用。ANP通过抑制PKC和CaMKII而发挥其抑制作用。ANP抑制了ATXII、缺氧诱发的胞内高Ca2+异常和收缩紊乱，有心肌保护作用。在离体心脏灌流实验中，ANP还减少了ATXII诱发的心律失常的发生。项目阐明ANP通过抑制INaL发挥心脏保护作用，证实了CaMKII及PKC和ANP之间的负反馈对INaL的调节作用。