关闭钙门以治疗应激诱发的心律不齐。

我们对心脏ryanodine受体(RYR2)的了解大部分都涉及其在激发 - 收缩(EC)耦合中的作用。在此过程中,细胞膜电压门控CA2+通道通过去极化和运输CA激活2+into the cytosol where it binds to the high-affinity Ca2+RYR2的激活位点。当RYR2通道打开时,大量钙从肌质网(SR)腔传播到细胞质中,从而导致收缩蛋白的激活。但是,RYR2在调节SR钙水平方面也起关键作用。当CA的SR管腔水平2+reach a certain threshold, RyR2 spontaneously releases it into the cytoplasm. This store overload-induced Ca2+释放(SOICR)可能导致胞质CA2+波浪和延迟的后造物可能会干扰正常的EC耦合,从而导致心室心律失常和猝死。为了支持这一概念,降低SOICR阈值的RYR2突变导致先天性心室心动过速(CPTV)在压力条件下。

在1月19日的自然医学版中,一个小组领导SR Wayne Chen在卡尔加里大学的诽谤学院unveils the mechanism that operates SOICR。使用位于通道提议的离子门中的负电荷残基的位置定向诱变,作者确定了残基E4872,当突变时,该通道完全无反应到腔内CA2+(对SOICR难治)。该残留物位于螺旋束越过区域(拟议的RYR2栅极)中,并与E4868和R4874建立静电间的亚基相互作用,以使门关闭。作者提出了一个模型,其中高管腔CA2+该阳离子的浓度与E4872结合,以破坏与D4868和R4874的静电相互作用。

作者使用了几种技术(平面脂质双层,突变体RYR2在HEK293细胞和HL-1心脏细胞中表达SOICR的阈值。但是会在这个CA上发生突变2+激活部位能够防止压力引起的心室心动过速吗?RYR2 R4496C是CPTV患者发现的突变在小鼠中表达时,这会导致类似的心脏表型。陈的组产生了R4496C/E4872Q化合物杂合小鼠,发现它们完全抗CPTV诱导。该结果表明RYR2 Store CA2+- 传感门是抗心律失常疗法的潜在治疗靶标。

此外,三个RYR同工型之间的保护水平表明它们共享相似的SR CA2+sensing mechanism and that drugs directed against RyR2 Ca2+sensing site can also be used to treat other SOICR related conditions, such as malignant hyperthermia that is caused by RyR1 mutations.

陈的团队已经表明,在疾病情况下,SOICR的沉默将有多有益,但是这是否也会导致任何不希望的次要作用?一些已发表的结果指出了SOICR的复杂情况:

  • Mutation of E4872 makes the RyR2 channel less sensitive to activation through cytosolic Ca2+,证明管腔和细胞质RYR2 CA均2+感应机制是不同的,但互动。
  • E4872的突变会影响EC耦合。L型CA2+channel current in E4872Q cardiomyocytes was significantly increased resulting in a reduced EC coupling gain, and the late decay times were faster.
  • 纯合E4872Q小鼠在胚胎上致命的事实可能表明RYR2在其他场景(超出发展)中的新作用,并且总SOICR块可能导致并发症。
  • 针对心脏RYR2的药物可能会干扰RYR1和RYR3,并导致对其他组织的不想要的副作用。

总而言之,Chen发布的最新结果et aldepict a new mechanism of cardiac SOICR and should lead to the design of new therapies to treat stress induced arrhythmia and malignant hyperthermia. A better understanding of how other proteins involved in luminal Ca2+敏感性,例如CalSequestrin(CASQ2),Triadin和Junctin在此系统中集成将有助于更好地理解这一过程并设计新的疗法。

陈Wenqian et al(2014)。阿诺定受体store-sensing gate controls Ca2+ waves and Ca2+-triggered arrhythmias. Nature Medicine 20, 184–192https://www.nature.com/nm/journal/v20/n2/full/nm.3440.html

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