新发现的钙激活氯通道ANO1参与心电节律形成的研究

Ca-activated Cl channels (CaCC) play important roles in many physiological functions. Recently, CaCC channels have been identified to be the genetic products of Anoctamin 1 (ANO1) in many organs. However, the representative gene for the CaCC channel in heart has not been clear as yet. Since cardiac CaCC channels not only participate in the normal electric activity but also its abnormal function causes cardiac arrhythmia, it has been a subject with close attention all the time in the field to identify the representative gene of the cardiac channel. Our recent study has found that there is expression of ANO1 in the mouse cardiac tissue at levels of mRNA and protein. Therefore, we presume that ANO1 is probably the representative protein of the cardiac endogenous CaCC channels. In the project, as cell models, we will use primarily cultured murine cardiomyocytes with ANO1 gene knocked out or with ANO1 mRNA knocked down via RNA interference approach. We will evaluate whether ANO1 constitutes the cardiac CaCC channels using weakening or disappearance of CaCC currents from the cardiomyocytes (tested with whole-cell patch clamp) as a judging parameter. Based on the evaluation, we will further observe the distribution of ANO1 in all parts of the heart and the effect of ANO1 on the electric activity of isolated cardiomyocytes and on the heart beating of the whole animal. We will also study the regulatory mechanism of the ANO1 channels. The project aims to provide a new therapeutic target for the relevant arrhythmia.

钙激活氯通道（CaCC）在多种生理功能中起着重要作用。近年来，许多器官组织的CaCC通道已被确认为ANO1的基因产物，但是心脏CaCC通道的代表基因迄今未明。由于心肌CaCC通道不仅参与细胞正常的电活动，其功能异常还可引发心律失常，因此明确心脏CaCC通道的分子构成一直是倍受学术界关注的课题。我们最近的研究发现：小鼠心肌组织有ANO1 mRNA 和蛋白水平的表达，推测ANO1蛋白很可能是心肌内源性CaCC通道的代表蛋白。本项目拟以原代培养的ANO1基因敲除或ANO1 mRNA静默的小鼠心肌细胞为模型，以细胞CaCC通道电流的减弱或消失为判断指标（全细胞膜片钳法）, 评判ANO1蛋白是否参与心肌CaCC通道的组成。在此基础上，进一步观察ANO1在心脏各部位的分布和 ANO1对离体心肌细胞电活动及整体动物心率的影响，并研究ANO1通道的调控机制，从而为治疗相关的心律失常提供新的治疗靶点。

本研究旨在揭示钙激活氯通道ANO1在正常心律的形成及心律失常发病机制中的作用。ANO1是心肌细胞浆膜上的离子通道，参与心肌细胞正常兴奋性和正常节律的产生。ANO1的通道功能受细胞信号蛋白、细胞调节蛋白及细胞结构蛋白的调控。我们利用蛋白质谱的先进技术找到了与ANO1可能有功能性结合的数个蛋白分子。证明这些蛋白分子在试管内的结合虽然还没有实现，但是利用小RNA干扰技术敲减这些细胞蛋白的表达能够显著地减弱ANO1的通道功能。因此，我们认为这些蛋白分子参与ANO1通道功能的调节，是今后的重要研究方向。.借助于本课题的研究条件，本研究的另一个重要发现是：ANO1直接参与血压的调控。我们发现自发性高血压大鼠的动脉平滑肌高表达ANO1蛋白质，使用在体的RNA干扰技术特异性敲减ANO1 mRNA之后，大鼠的高血压发生受到了阻止。结果证明ANO1在自发性高血压的发生过程中起到了至关重要的作用。又发现ANO1的高表达是由血管紧张素II控制的。研究结果为人类原发性高血压的发病机理研究和临床治疗提供了新方向。杂志期刊编辑给予了研究论文编者按，申明本发现对高血压研究的重要性。.ANO1通道的另一个已明确的细胞功能是调节细胞增殖。我们发现ANO1在肝脏细胞癌中表达极低。一般认为ANO1在细胞内的高表达是促进细胞生长的因子，因而癌细胞的ANO1一般表达较高。然而，我们收集了48例肝癌病人的肝癌组织进行了ANO1 mRNA和蛋白质的检测，发现两项指标均显示病人的肝癌组织的ANO1表达极度降低。本结果为肝癌的发病机制研究提供了新的重要线索。.课题组的另一项研究成果是7，8-二羟基黄酮的降血压及细胞保护作用，研究成果使得这一黄酮化合物具有开发成为保健品的潜质。