过表达Junctophilin-2调节肌浆网钙释放以及拮抗心衰发展的机制研究

基本信息
批准号:81670370
项目类别:面上项目
资助金额:57.00
负责人:王炜
学科分类:
依托单位:河北医科大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑斌,于丁,侯连国,周晨明,李文杰,张劭然,周思玮
关键词:
雷尼丁受体心力衰竭钠钙交换肌浆网钙释放钙火花
结项摘要

Heart failure is a disease marked by the impaired ability of cardiac output to meet systemic metabolic demands. Efficient excitation-contraction coupling (ECC) is critical for normal cardiac contractility. Central to ECC are the complex and highly ordered junctional membrane complexes (JMC) where sarcolemmal invaginations known as transverse (T)-tubules are anchored to sarcoplasmic reticulum (SR). Within these 12 nm clefts, voltage gated calcium channel (VGCC) are coupled to SR associated type-2 ryanodine receptors (RyR2). Junctophilin-2 (JP2) is a protein within JMC, and it is often found being down-regulated in patients with heart failure and animal models of heart failure. The applicant's work was the first to discover that acute loss of JP2 in mice led to heart failure accompanied by severe calcium mishandling. The most recent study by the applicant demonstrated that enhanced RyR2 activity and reduced junctional NCX activity caused by the acute loss of JP2 contributed to the severe calcium mishandling. Recently, another group just reported that JP2 overexpression is protective against heart failure induced by pressure overload. However, it is still elusive how JP2 overexpression affects the progress of heart failure and whether it is related to its role in calcium regulation . In this project, by using transgenic mice with cardiac-specific overexpression of JP2 (JP2-OE), we are going to test the following hypotheses: in ventricular myocytes isolated from murine hearts, whether JP2 overexpression alters baseline global calcium handling characteristics; whether JP2 overexpression alters in vivo activity of RyR2 (clusters), whether JP2 overexpression alters NCX activity and finally, following transverse aortic constriction (TAC), whether JP2 overexpression protects the cells from calcium mishandling by re-evaluating the three above-mentioned aspects. By completing this project, we are going to establish a better understanding of the roles of JP2 in the heart, which may facilitate the development of novel therapeutic strategies for heart failure.

由肌浆网钙释放通道 (Ryanodine Receptor,RyR)介导的肌浆网钙流失会导致的肌浆网钙储备不足,在心衰发展中扮演着重要的角色。肌浆网钙流失主要是指发生在舒张期的RyR钙释放,往往与RyR过度活跃有关。Junctophilin-2(JP2)在心衰的发展以及心肌细胞钙调控中扮演着重要的角色。JP2在心衰患者以及心衰动物模型的心肌中显著下调。申请人首次发现敲低JP2可造成严重的钙调节失控并诱发心衰,而后又发现其主要机制之一是影响参与钙离子转运的RyR2和钠钙交换体的活性。最近有研究表明过表达JP2可预防心衰,但是过表达JP2参与钙调控和对抗心衰的机制尚不明朗。本课题将利用过表达JP2的转基因小鼠研究JP2过表达对RyR2和NCX的影响及以上指标在心衰动物模型中的变化,从而阐明JP2过表达在钙调控中的作用以及对抗心衰的机制。我们的研究结果将为心衰治疗提供新的思路。

项目摘要

由肌浆网钙释放通道 (Ryanodine Receptor,RyR)介导的肌浆网钙流失会导致的肌浆网钙储备不足,在心衰发展中扮演着重要的角色。肌浆网钙流失主要是指发生在舒张期的RyR钙释放,往往与RyR过度活跃有关。Junctophilin-2(JP2)在心衰的发展以及心肌细胞钙调控中扮演着重要的角色。JP2在心衰患者以及心衰动物模型的心肌中显著下调。申请人首次发现敲低JP2可造成严重的钙调节失控并诱发心衰,而后又发现其主要机制之一是影响参与钙离子转运的RyR2和钠钙交换体的活性。最近有研究表明过表达JP2可预防心衰,但是过表达JP2参与钙调控和对抗心衰的机制尚不明朗。本课题通过对过表达JP2的转基因小鼠研究JP2过表达对RyR2和NCX的影响及以上指标在心衰动物模型中的变化发现: JP2过表达降低了肌浆网钙流失从而造成了小鼠心室肌细胞肌浆网的钙储备的上升。但是由于细胞水平钙释放的同步性受到JP2过表达的限制, 全细胞水平肌浆网钙释放未受到JP2过表达的显著影响。JP2过表达显著性的降低了in vivo RyR2活性,钙火花发生频率以及动力学均显著性受到JP2过表达的影响,且右移了钙火花发生频率的钙激活曲线。同时我们发现JP2过表达增加了RyR2簇的大小。我们的课题阐明JP2过表达在钙调控中的作用以及对抗心衰的机制。我们的研究结果将为心衰治疗提供新的思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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