慢性间歇性低压低氧通过抑制MuRF1介导的BKCa通道泛素化增强冠脉血管舒张的研究

Coronary heart disease (CHD) is a common myocardial ischemic heart disease caused by insufficiency of coronary blood flow. Improving coronary flow (CF) plays important role in prevention and treatment of CHD. Our previous studies had shown that the protective effect of chronic intermittent hypobaric hypoxia (CIHH) against ischemic reperfusion is related to the increase of CF. Recently, we found that expression of β1 subunit of Large-conductance calcium-activiated potassium channel (BKCa) is increased in CIHH rats, accompanied with decreased ubiquitin ligase MuRF1. Thus we hypothesized that CIHH treatment enhanced coronary arteries vasodilatation and CF via BKCa ubiquitination and degradation mediated by MuRF1. To test the hypothesis, microvascular tension recording, patch clamp and molecular biology technologies were used to explore the relationship between increased CF and coronary vasomotion in CIHH rats, the role of BKCa in regulation of coronary vasomotor and the mechanism of BKCa ubiquitination induced by MuRF1 with CIHH treatment. The results are expected to provide direct evidence for the cardiac protection mechanism of CIHH which may have a therapeutic potential against CHD.

冠心病是一类由于冠脉血流不足造成的心肌缺血性疾病，增加冠脉血流量是冠心病防治的策略。我们以往研究显示，慢性间歇性低压低氧（CIHH）具有显著的抗缺血/再灌注心脏保护作用，表现为冠脉流量增加。近来我们发现，大鼠冠脉上具有调控舒缩功能的大电导钙激活钾通道（BKCa）在接受CIHH处理后其β1亚基表达增加，同时伴随泛素连接酶MuRF1表达减少。综上提出假说：CIHH可通过抑制MuRF1介导的BKCa泛素化，使BKCa的β1亚基表达增加、通道活性增强，导致冠脉舒张增强、血流量增加。针对以上假说我们拟应用微血管张力描记、膜片钳和分子生物学等方法着重阐明：①CIHH冠脉流量增加与冠脉舒缩之间的关系；②BKCa通道在CIHH调控冠脉舒缩中的作用；③CIHH通过MuRF1介导BKCa泛素化的分子机制。研究结果将为CIHH心脏保护作用机制提供新的证据，为冠心病等心肌缺血疾病的防治提供新的靶点。

冠心病是一类由于冠脉血流不足造成的常见心肌缺血性心脏疾病。增加冠脉舒张是目前冠心病等心肌缺血性心脏病的治疗策略之一。BKCa在调节冠状动脉张力中发挥着重要作用。研究表明泛素化既能影响蛋白质的降解也能影响蛋白质的活性。本项目发现大鼠在接受CIHH处理后，抗缺血-复灌损伤能力显著增强，冠脉流量增加。冠脉对高钾和U46619收缩反应没区别，但是对ET-1收缩反应减弱；内皮依赖性舒张反应和非内皮依赖性舒张反应增强。提示CIHH大鼠冠脉流量增加与其舒缩活动改变有关。预先孵育BKCa通道特异性阻断剂IBTX可部分取消CIHH组内皮依赖性舒张反应和非内皮依赖性舒张反应增强；预先孵育BKCa通道开放剂NS1619又可以增加Con组内皮依赖性舒张反应和非内皮依赖性舒张反应，提示BKCa通道参与了CIHH对冠脉舒缩反应的调控。BKCa通道β1亚基表达增加，电流增强，IBTX诱发冠脉收缩反映增强。提示CIHH处理后BKCa通道活性增强。发现CIHH处理后冠脉上BKCa通道泛素化水平降低，泛素-蛋白酶体系中E3连接酶MuRF1表达减少，MuRF1与BKCa相互作用，BKCa通道泛素化降解降低，导致BKCa通道表达增加，通道活性增强。.综上所述，本研究首次以大鼠冠脉VSMC上BKCa为研究切入点来探讨CIHH对大鼠冠脉流量的调控。在组织和细胞水平均证实CIHH对大鼠冠脉收缩减弱和舒张增强与BKCa通道有关，而且在此过程中CIHH处理通过增加大鼠冠脉BKCa通道β1亚基表达来改善大鼠BKCa通道功能，电流幅度增加，舒张增加，继而冠脉流量增加。BKCa通道表达增加、活性增强是由于泛素化降解减少。蛋白酶体系E3链连接酶MuRF1介导了其与BKCa通道两者之间的相互作用。以上结果对于提出BKCa通道参与CIHH心脏保护作用的研究证据和新的学术观点。为阐明CIHH心脏保护作用提供了新的理论依据，具有重要意义。