心房肌SK2通道蛋白转运调节异常在心房颤动发生和维持中的作用机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81670310
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0204.心电活动异常与心律失常
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Atrial electrical remodeling (AER) is an important mechanism for the occurrence and maintenance of Atrial fibrillation (AF) . Small conductance calcium-activated potassium channels (SK2), which has been found in the heart for ten years, is considered a potential therapeutic target for AF, due to its coupling with intracellular calcium and membrane potential, and the relative atrial specific expression of this channel. Previous reports including ours showed that rapid atrial pacing promoted the trafficking of SK2 channels to the cell membrane, increased SK2 currents but decreased the total protein level of SK2 in human AF, suggesting that the trafficking of SK2 protein towards cell membrane is damaged in AF. However, the underlying mechanism is still unknown. This project aims to test the hypothesis that SK2 protein turnover, including trafficking to the membrane, endocytosis and reinsertion to membrane (recycling), are abnormal in AF, and further to investigate the underlying mechanisms, using models of human AF, canine AF and engineered HEK293 cells, and multiple techniques including electrophysiology, cellular and molecular biology. The project may help to illuminate the important role of SK2 channel in AF at a new viewpoint and provide new strategy for the treatment of AF.
心房电重构是心房颤动(AF)发生和维持的重要机制之一。心脏上的小电导钙激活钾通道(SK2)因其具有偶联胞内钙和膜电位、心房相对特异性表达等特点,被认为是AF的潜在治疗靶点。前期研究和文献表明,心房快速起搏促进SK2通道蛋白向细胞膜转运,而AF时SK2电流上调但其总体蛋白水平却下调,提示SK2通道蛋白在AF时向细胞膜转运过程可能存在异常,然其机制未明。本项目提出假说:AF时SK2通道蛋白在转运蛋白VAMP2等作用下,由胞浆向细胞膜的转运、膜上SK2通道蛋白的内吞及内吞后再循环到细胞膜的过程出现异常,引起AF时SK2通道的功能改变。为此,本项目以AF患者心房肌、犬房颤模型结合工具细胞为研究对象,采用电生理、细胞和分子生物学等技术,系统研究心房肌SK2通道蛋白三个转运过程的时空特性与调控规律及其在AF发生和维持中的改变机制。从一个新的角度阐释SK2通道与AF的相互关系,为AF的治疗提供新的思路。

结项摘要

心房电重构是心房颤动(AF)发生和维持的重要机制之一。心脏上的小电导钙激活钾通道(SK2)因其具有偶联胞内钙和膜电位、心房相对特异性表达等特点,被认为是AF的潜在治疗靶点。为此,本项目以AF患者心房肌、心脏PAK1条件性敲除小鼠、新生乳鼠心肌细胞和HEK293工具细胞为研究对象,采用多种方法(包括流式细胞术、膜片钳技术、生物素法膜蛋白提取技术、免疫荧光共聚焦显微成像技术、光标测技术等),系统研究心房肌SK2通道蛋白转运过程的调控规律,房颤时SK2通道的变化调控机制,研究了转运蛋白VAMP2、PAK1、CaMKII等对SK2通道的作用及机制。研究表明,房颤时通过增加转运蛋白VAMP2表达、增加CaMKII活性、抑制PAK1表达等机制,通过下游多个信号分子促进了SK2通道基因转录、蛋白表达和转运过程。VAMP2可以与SK2通道相互作用,并能促进了SK2通道蛋白向细胞膜的转移和稳定SK2蛋白在细胞膜上的表达,而房颤时VAMP2表达明显增加,促进了SK2通道向细胞膜的转运,是房颤时SK2通道蛋白在细胞膜上表达增加的原因之一。房颤时PAK1表达和磷酸化水平下调,PAK1通过CaMKII/CREB通路抑制了AngII诱导的SK2通道蛋白增加和向细胞膜的转运。该项目从一个新的角度阐释SK2通道转运调控机制与AF的相互关系,为AF的治疗提供了新的思路。通过干预SK2通道蛋白上游转运调控过程可能是房颤等心律失常的潜在靶点。同时,在该项目的实施过程中,建立和完善了多种技术相结合的离子通道转运研究平台、光标测技术平台,丰富了离子通道的研究策略和拓展了电生理的研究领域。对于其他离子通道功能调控研究和心血管疾病电生理机制提供了借鉴。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Environmental perturbation of the circadian clock during pregnancy leads to transgenerational mood disorder-like behaviors in mice.
怀孕期间生物钟的环境扰动导致小鼠出现跨代情绪障碍样行为
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-13067-y
  • 发表时间:
    2017-10-03
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhang P;Li G;Li H;Tan X;Cheng HM
  • 通讯作者:
    Cheng HM
Flag和GFP双标记的SK2通道表达质粒的构建、鉴定和序列分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    泸州医学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余奕言;杨艳;曾晓荣;谭晓秋
  • 通讯作者:
    谭晓秋
PI4K beta, PIPs and BKCa channel function
PI4K beta、PIPs 和 BKCa 通道功能
  • DOI:
    10.1007/s11434-016-1186-8
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Science Bulletin
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Cheng Xiuli;Tan Xiaoqiu;Liu Weixia;Li Hui;Yan Li;Yang Yan;Zeng Xiaorong;Cao Jimin
  • 通讯作者:
    Cao Jimin
Small-conductance calcium-activated potassium current modulates the ventricular escape rhythm in normal rabbit hearts
小电导钙激活钾电流调节正常兔心脏室性逸搏节律
  • DOI:
    10.1016/j.hrthm.2018.10.033
  • 发表时间:
    2019-04-01
  • 期刊:
    HEART RHYTHM
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Wan, Juyi;Chen, Mu;Chen, Peng-Sheng
  • 通讯作者:
    Chen, Peng-Sheng
PI4Kb, PIPs and BKCa channel function
PI4Kb、PIPs 和 BKCa 通道功能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Sci. Bull.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Yan;Yan Yang;Xiao-rong Zeng;Ji-min Cao
  • 通讯作者:
    Ji-min Cao

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其他文献

异丙肾上腺素通过诱导心肌线粒体氧化应激在小鼠心律失常中的作用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    西南医科大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘婷;罗弦;刘竹;许丹迪;刘蕾颖;谭晓秋;李涛
  • 通讯作者:
    李涛
光学标测技术评价异丙肾上腺素诱导的应激性心肌病小鼠心脏电活动
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中华老年心脑血管病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶珂君;羊军;刘竹;陈唐葶;周小琳;张瑞;谭晓秋;雷鸣;欧贤红
  • 通讯作者:
    欧贤红
Flag和GFP双标记的BKCa通道α亚基表达质粒的构建、鉴定和序列分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国应用生理学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄文俊;闫莉;曹济民;谭晓秋
  • 通讯作者:
    谭晓秋

其他文献

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PAK2通过线粒体NOX4通路抑制心脏重构及在室性心律失常中的作用机制研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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