阿片受体调节Ca2+/CaMKⅡ信号通路在二乙酰吗啡致心律失常中的作用机制研究

Long-term consumption of diacetyl morphine can cause sudden cardiac death, arrhythmia is the main cause of sudden cardiac death.Opioid receptors and CaMKII signaling pathway play an important role in cardiac arrhythmia. However, the mechanism by which opioid receptors regulate CaMKII signaling pathway in diacetylmorphine induced arrhythmias has not been reported.Based on the previous studies and literature, opioid receptors regulating Ca2 + / CaMKII signaling pathway is related to the mechanism of arrhythmia induced by diacetyl morphine.Therefore, the arrhythmia animal model and cell culture model are to be used to analyze the in vivo myocardium, isolated cardiomyocytes and single cells of myocardium from tissues, cell molecules and other levels.To analyze whether diacetylmorphine-induced arrhythmia is associated with which opioid receptor, and whether Ca2 + / CaMKII signal transduction leads to Ca2 + / CaMKII signal transduction, and hether to change the cellular and mitochondrial membrane potential caused by a large number of release of calcium ions. And we will screen of key molecules of opioid receptors regulates Ca2 + / CaMKII signaling.To clarify whether opioid receptor / Ca2 + / CaMKII signaling pathway plays an important role in diacetylmorphine induced arrhythmia and whether opioid receptor and CaMKII can be used as anti-arrhythmic targets, so we can provide evidences for clinical prevention and drug targets.

长期吸食二乙酰吗啡可致心源性猝死，心律失常是心源性猝死的主要原因。阿片受体和CaMKⅡ信号通路在心律失常中发挥重要作用，但阿片受体是否调节CaMKⅡ信号通路在二乙酰吗啡致心律失常的作用机制尚未见报道；基于前期研究及文献，阿片受体可调节Ca2+/CaMKⅡ信号通路与二乙酰吗吗啡致心律失常的发生机制相关。因此，拟采用心律失常动物模型和细胞培养模型，对在体心肌、离体心肌细胞和心肌单细胞从组织、细胞分子等多个水平，分析二乙酰吗啡致心律失常与何种阿片受体相关、是否诱导[Ca2+]i大量内流而激活CaMKⅡ信号通路使SR内储Ca2+释放、筛选阿片受体调节Ca2+/CaMKⅡ信号传导中的关键分子、是否改变细胞和线粒体膜电位致钙离子大量释放；旨在明确阿片受体/Ca2+/CaMKⅡ信号通路在二乙酰吗啡致心律失常中的重要作用和阿片受体、CaMKⅡ是否可作为抗心律失常的靶点，为临床防治及药物靶点研究提供依据。

海洛因（化学别名二乙酰吗啡）是阿片类毒品的代表，具有很强的生物毒性和成瘾性，可造成不同类型的心律失常,据文献报道阿片受体和CaMKⅡ信号通路在心律失常中发挥重要作用，但目前阿片受体是否调节CaMKⅡ信号通路在二乙酰吗啡致心律失常的作用机制尚未见报道。在细胞水平，首先培养原代SD大鼠心肌细胞，使用不同阿片受体抑制剂分别进行干预，检测各组GOT、LDH活性、PLC、PI3K含量、线粒体膜电位变化、细胞内Ca2+水平以及p-CaMKⅡ、Calm蛋白表达情况。实验结果提示二乙酰吗啡可损伤心肌细胞，造成心肌细胞节律异常改变，其机制可能与δ阿片受体激活CaMKⅡ有关。随后，使用CaMKⅡ抑制剂KN-93以及KN-93非活性物质KN-92分别进行干预，观察心肌细胞收缩频率节律改变以及各组细胞内Ca2+浓度的变化，并使用TMT相对定量蛋白质组学技术筛查差异蛋白质表达，Western blotting 检测 TPM1、M Y O M 2、 CaMKIIδ 及其 T287 位点磷酸化[p-CaMKII(T287)]表达水平。实验结果进一步明确了二乙酰吗啡可在一定程度上引起心肌细胞节律及Ca2+浓度异常，提示在此过程中，二乙酰吗啡可能通过激活CaMKII蛋白的磷酸化过程，从而调节下游因子Tpm1、MYOM2的表达而诱发心律失常。最后，建立二乙酰吗啡成瘾SD大鼠动物模型，使用KN-93进行干预后，进行心电图、蛋白印迹检测等实验，实验结果进一步验证了细胞实验的结论。本研究结果初步揭示了阿片受体和CaMKII参与二乙酰吗啡致心律失常的作用机制，可为临床上二乙酰吗啡成瘾致心律失常患者寻找新的药物靶点和科学防治提供理论依据。