高血压心肌细胞肌球蛋白结合蛋白C对肌丝钙结合以及细胞内钙的调控作用的研究

Hypertension is a critical risk factor for fatal cardiovascular diseases (such as heart failure and sudden cardiac death) but molecular mechanisms mediating cardiac dysfunctions remain unclear. Recent reports suggest that myofilament Ca binding (the affinity and capacity of troponin C binding to Ca) regulates intracellular Ca ([Ca2+]i) homeostasis, contraction and even induces arrhythmias. Until recently, myofilament Ca binding of cardiomyocyte in hypertension and its clinical implication remain unidentified. Preliminary research from our group has indicated that phosphorylation of cardiac troponin I (TnI-Ser23/24) was significantly reduced in hypertensive rat cardiomyocytes. In addition, myosin binding protein C (cMyBPC) phosphorylation (cMyBPC-Ser282, cMyBPC-Ser273, cMyBPC-Ser302) was significantly increased，suggesting increased myofilament Ca binding. Therefore, we propose to use genetically modified cMyBPC phosphorylation mice models in this study to investigate the effects of cMyBPC on myofilament Ca binding, [Ca2+]i handling in cardiomyocytes of hypertensive mice and myocyte contraction。Revealing novel mechanisms of [Ca2+]i handling of cardiomyocytes from hypertension will improve our understandings of the underlying mechanisms of heart failure and cardiac arrhythmias, the study possesses great clinical significance.

高血压是引起心衰和心源性猝死的危险因素，但介导心脏功能失调的分子机制尚不清楚。最近报道提出肌丝钙结合程度（肌钙蛋白C与钙结合亲和力与数量）影响细胞内钙平衡和心肌收缩，甚至诱导心律失常。至今，高血压心肌细胞肌丝钙结合程度的临床意义没有研究。课题组前期工作结果表明，调节肌丝钙结合的肌钙蛋白I的磷酸化（TnI-Ser23/24）在高血压大鼠心肌细胞明显降低。另外，肌球蛋白结合蛋白C（myosin binding protein C, cMyBPC）及其磷酸化（cMyBPC-Ser282, cMyBPC-er273和cMyBPC-Ser302）显著增加，提示肌丝钙结合增加。因此，本项目预使用cMyBPC磷酸化基因修饰正常和高血压小鼠模型来研究cMyBPC对心肌细胞肌丝钙结合，细胞内钙和收缩功能调节的影响。揭示高血压心肌细胞钙调节新的机制能提高对心衰和心律失常的认识，具有重要的临床意义。

高血压是引起心衰和心源性猝死的危险因素，但介导心脏功能失调的分子机制尚不清楚。最近报道提出肌丝钙结合程度（肌钙蛋白C与钙结合亲和力与数量）影响细胞内钙平衡和心肌收缩，甚至诱导心律失常。至今，高血压心肌细胞肌丝钙结合程度的临床意义没有研究。肌钙蛋白表达量以及磷酸化对钙结合起重要左右, 钙缓冲的改变进而影响心肌细胞内钙离子的浓度。因此, 本项目预使用cMyBPC磷酸化基因修饰正常和高血压小鼠模型来研究cMyBPC对心肌细胞肌丝钙结合，细胞内钙和收缩功能调节的影响。由于新冠的原因基因修饰小鼠的邮寄被迫停止。但是通过有效合理安排实验, 取得了如下进展:.1).前期工作提示神经型一氧化氮合酶 (nNOSbeta) 在心肌肌纤维有表达, 但其靶蛋白和作用机制尚未研究。因此, 利用大鼠心肌组织研究nNOSbeta在肌纤维的表达以及靶蛋白; 而且在患者心肌组织观察了nNOSbeta表达, 并测定其mRNA表达与DNA序列。研究表明nNOSbeta与desmin, alpha-actinin结合, 但nNOS的抑制剂使nNOSbeta脱离desmin, 保持与alpha-actinin的结合。这项研究在2022 Europhysiology (哥本哈根, 丹麦) 会议发表, 结果预投一篇SCI论文。.2).另外, 与Paean Biotechnology公司合作, 利用血小板线粒体延长移植心脏的保存时间, 并对线粒体作用机制进行了分析。研究结果发表在 Pflugers Archiev, European Journal of Physiology 杂志。.3).研究妊娠高血压患者与制作妊娠高血压大鼠模型并对其进行了研究。发现妊娠高血压患者血液内淋巴细胞增多, 导致炎症指标 中性粒与淋巴细胞的比值在妊娠高血压组降低。而且这些炎症指标能够预测高血压, 肝功和肾功的变化。这项研究发表在BMC Pregnancy and Childbirth杂志。.4).妊娠高血压大鼠也表现炎症反应和脏器组织凋亡信号增高。研究表明利用海洋衍生物 Echinochrome A 治疗, 可以降低高血压和炎症, 降低凋亡信号。但这个药物不改变胎儿体重减少和胎盘发育不良的现象。这项研究为开发Echinochrome A治疗妊娠高血压提供了前提性结果。这些研究发表在 Marine Drugs 杂志。