TRPM2通道在机械创伤性心肌细胞凋亡中的作用与机制

TRPM2通道是近年发现的非选择性阳离子通道，它与氧化应激状态下细胞死亡的关系极为密切。我们近期的研究结果表明，机体受到MT(机械性创伤)后，血液中TNF-α（肿瘤坏死因子-α）水平升高，它作为最主要的细胞因子触发了细胞氧化应激反应，引起心肌细胞凋亡。然而，TRPM2通道在TNF-α引起细胞凋亡中的作用及其机制并不清楚。本研究拟以MT大鼠为研究对象，使用分子生物学方法、膜片钳和测量细胞内钙瞬变等技术，以TRPM2通道为切入点，深入研究MT引起继发性心肌细胞凋亡的机制，包括辨明TNF-α引起该通道开放的途径，研究TRPM2通道与NO和ONOO-等重要活性分子之间的关系，弄清TNF-α造成心肌细胞内钙持续升高的原因，确定TNF-α是否通过开放TRPM2通道造成细胞凋亡等。该研究将为深入认识MT引起继发性心肌细胞凋亡机制提供新的学术见解和实验依据，为临床减少MT后的心肌细胞损伤提供新的治疗策略。

机械性创伤（Mechanical trauma, MT）是现代社会45岁以下人群死亡的主要原因。本课题着重研究MT后心肌细胞的继发性损伤及其机制。主要研究内容包括小动物定量创伤仪的研制、MT后心肌组织继发性损伤的观察以及TRPM2通道在MT引起的心肌继发性损伤中的作用。主要研究结果及科学意义如下：1.成功研制一台小动物定量创伤仪，用于相关科学研究。该仪器可定量造成小动物（如小鼠、大鼠等）的机械性创伤，可用于全身性创伤引起的重要脏器继发性损伤和应激反应等研究。国内以往的相关仪器设备为定点创伤，本研究具有创新性。2.使用该仪器定量给予大鼠机械性创伤，观察到大鼠的心脏组织继发性损伤情况。与对照组比较，创伤组表现为Caspase-3活性增高、电子显微镜显示线粒体数量增多且不规则、细胞核固缩或边集、血管壁通透性增高等现象；心肌细胞培养实验结果显示，创伤动物血清引起心肌细胞的凋亡，使细胞存活率下降。3.使用培养的心肌细胞，应用膜片钳技术观察到创伤动物血清和TNF-α可以诱发心肌细胞TRPM2通道开放，应用共聚焦显微镜观察到创伤动物血清和TNF-α可以引发心肌细胞内钙离子浓度大幅上升，使用FFA和Clotrimazole（TRPM2通道阻断剂）预处理可阻断这种胞内钙离子浓度上升，而使用TMB-8（肌浆网钙通道阻断剂）预处理也可阻断这种这种胞内钙离子浓度上升，使用KBR-7943(NCX阻断剂)不能阻断这种胞内钙离子浓度上升，使用PJ-34和3-AB（ADP-ribose生成抑制剂）预处理，也可以部分减弱这种这种胞内钙离子浓度上升。上述结果表明创伤动物血清和TNF-α是通过ADPR介导开放TRPM2通道引起钙内流，进而通过钙诱发钙释放机制引起肌浆网钙通道开放，形成这种胞内钙离子浓度上升，而不是通过开放NCX导致胞内钙离子浓度上升。4. 心肌细胞培养实验结果显示，使FFA和Clotrimazole可以明显减少创伤动物血清造成的心肌细胞凋亡，提高心肌细胞的存活率；大鼠的在体实验结果显示，使FFA和Clotrimazole可以明显减轻创伤造成的继发性心脏功能下降。本课题的实验结果证实TRPM2通道在机械性创伤造成心肌继发性损伤中发挥至关重要的作用，为临床相关治疗药物研发提供了新的作用靶点。受本基金支持，发表论文7篇，申请专利一项，培养在读研究生5名、青年教师2名、七年制大学生14名。