SK Current, beta-3 adrenoceptor activation and Sex Differences in Ventricular Arrhythmogenesis

SK 电流、β3 肾上腺素受体激活和室性心律失常发生的性别差异

基本信息

  • 批准号:
    10734708
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-12-15 至 2027-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary The broad and long-term goal of this research project is to test the hypothesis that (1) the response of apamin- sensitive small conductance Ca2+-activated K+ (SK) current (IKAS) to sympathetic stimulation plays an important role in the mechanisms of sex differences in cardiac arrhythmogenesis and that (2) beta-3 adrenoceptor (AR) activation is antiarrhythmic and eliminates the sex difference of IKAS activation during sympathetic stimulation. In the current funding period, we discovered a significant sex difference of both the SK protein and IKAS at baseline and that the magnitudes of sex differences are amplified during isoproterenol or acetylcholine infusion. Apamin reduces the phase singularities (PSs) in ventricular fibrillation (VF) more effectively in the female than in the male ventricles. It is unclear which AR is responsible for the isoproterenol-induced IKAS activation. Isoproterenol activates the beta-1 and beta-2 ARs at lower concentrations than the beta-3 AR. Contrary to the effects of beta-1 and beta-2 AR activation, beta-3 AR activation exerts negative inotropic effects in the myocardium. Beta-3 ARs likely served as a buffer or rescuer of the excess catecholamines. We showed in a canine model of ventricular tachycardia that BRL-37344 (a beta-3 agonist) is antiarrhythmic. We hypothesize that beta-3 AR activation is antiarrhythmic and eliminates the sex difference of IKAS activation during sympathetic stimulation in the rabbit model. Specific Aim 1: SK current, beta-3 adrenoceptor activation, and Sex Differences in Ventricular Arrhythmogenesis. We will perform optical mapping and patch clamp studies with specific beta-1 and beta-2 antagonists in the presence of isoproterenol. We also will perform optical mapping studies to determine the effects of mirabegron on phase singularities (PSs) during VF with and without isoproterenol. In additional experiments, we will use BRL-37344 instead of mirabegron to test the hypothesis that this antiarrhythmic mechanism is a class effect shared by other beta-3 agonists. The antiarrhythmic action of mirabegron will then be tested in a rabbit model of myocardial infarction. These findings will be used to test the hypothesis that beta-3 AR activation rescues the proarrhythmic effects of beta- 1 and beta-2 stimulation, indirectly reduce IKAS, and eliminates the sex differences of PSs in VF. Specific Aim 2: Na+-K+ ATPase (NKA) activation during beta3 stimulation contributes to the sex differences of antiarrhythmic action. Beta-3 AR activates NKA, which may reduce Ca2+ overload-induced cardiac arrhythmias. We hypothesize that NKA activation plays a vital role in the antiarrhythmic effects of beta-3 AR activation. We will first perform studies to determine if there is a sex difference in beta-3 AR, NKA protein, and mRNA in rabbit ventricles. Optical mapping studies will be done in the presence of ouabain, a specific NKA blocker, to determine if the company of NKA is required for the antiarrhythmic effects of beta-3 activation. Rabbit ventricular action potential models will be used for computer simulation studies to assess the importance of NKA activation in the antiarrhythmic mechanisms of beta-3 AR activation.
项目摘要 该研究项目的广泛和长期目标是检验以下假设:(1)apamin-的反应 敏感的小电导Ca2+激活的K+(SK)电流(IKA)对交感神经刺激起着重要的作用 在心律失常发生中性别差异的机理中的作用,(2)β-3 adrenoceptor(ar) 激活是抗心律失常,并消除了交感神经刺激过程中IKA激活的性别差异。 在当前的资金期间,我们发现SK蛋白和IKA的性别差异很大 基线和性别差异的幅度在异丙肾上腺素或乙酰胆碱期间得到扩增 输液。阿帕蛋白更有效地降低心室纤颤(VF)中的相位奇异性(PSS) 女性比男性心室。目前尚不清楚哪个AR负责异丙烯醇诱导的IKA 激活。异丙肾上腺素以低于β-3 AR的浓度激活β-1和β-2 ARS。 与β-1和β-2 AR激活的影响相反,β-3 AR激活施加负负性。 心肌的作用。 Beta-3 ARS可能是过量的儿茶酚胺的缓冲或救援人员。我们 在心室心动过速的犬模型中表明,BRL-37344(β-3激动剂)是抗心律失常。我们 假设Beta-3 AR激活是抗心律失常,并消除了IKAS激活的性别差异 在兔模型中的交感神经刺激期间。特定目标1:SK电流,β-3肾上腺素受体激活, 和性心律失常发生的性别差异。我们将执行光学映射和补丁夹 在异丙肾上腺素存在下对特定β-1和β-2拮抗剂的研究。我们也会表演 光学映射研究以确定Mirabegron对VF期间和和 没有异丙肾上腺素。在其他实验中,我们将使用BRL-37344而不是Mirabegron来测试 假设这种抗心律失常机制是其他β-3激动剂共享的类效应。这 然后,将在心肌梗塞的兔模型中测试米拉贝隆的抗心律失常作用。这些 发现将用于检验以下假设:β-3 AR激活挽救β- 1和β-2刺激,间接减少IKA,并消除VF中PSS的性别差异。具体目标2: beta3刺激期间的Na+ -K+ ATPase(NKA)激活有助于抗心律失常的性别差异 行动。 Beta-3 AR激活NKA,这可能会减少Ca2+过载诱导的心律不齐。我们 假设NKA激活在β-3 AR激活的抗心律失常作用中起着至关重要的作用。我们将 首先进行研究以确定兔子中的β-3 AR,NKA蛋白和mRNA是否存在性别差异 心室。光学映射研究将在特定的NKA阻滞剂Ouabain的存在下进行 确定β-3激活的抗心律失常作用是否需要NKA公司。兔子 心室动作电位模型将用于计算机模拟研究,以评估 β-3 AR激活的抗心律失常机理中的NKA激活。

项目成果

期刊论文数量(37)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Everett TH 4th
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