【摘 要】
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背景:Ca2+/钙调蛋白（Ca M）依赖性蛋白激酶II（CaMKII）被认为是心衰治疗的新靶点,其激活途经包括Ca2+超载和氧化应激。Kv4.3蛋白可通过结合CaMKII上的Ca2+/Ca M结合位点,进而抑制Ca2+/Ca M诱导CaMKII激活。然而,Kv4.3是否同样能抑制氧化应激诱导的CaMKII激活仍有待验证。此外,心衰时Kv4.3表达降低,CaMKII的氧化水平增加。因此,需进一步探究
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背景:Ca2+/钙调蛋白（Ca M）依赖性蛋白激酶II（CaMKII）被认为是心衰治疗的新靶点,其激活途经包括Ca2+超载和氧化应激。Kv4.3蛋白可通过结合CaMKII上的Ca2+/Ca M结合位点,进而抑制Ca2+/Ca M诱导CaMKII激活。然而,Kv4.3是否同样能抑制氧化应激诱导的CaMKII激活仍有待验证。此外,心衰时Kv4.3表达降低,CaMKII的氧化水平增加。因此,需进一步探究恢复Kv4.3表达能否抑制心衰心室肌中CaMKII的氧化激活并改善心功能。材料与方法:首先,采用4-氨基吡啶解离Kv4.3-CaMKII复合体、转染反义Kv4.3腺病毒降低Kv4.3表达等两种方式干预成年小鼠心肌细胞,H2O2处理后运用Western Blot检测CaMKII的氧化水平及活性（磷酸化水平）。然后,通过免疫共沉淀实验探究Kv4.3与CaMKII结合后是否能引起其氧化或磷酸化,并运用荧光光谱法检测Kv4.3和Ca M与CaMKII相互作用后引起的CaMKII构象变化,以明确Kv4.3影响CaMKII氧化及氧化激活的具体机制。最后,通过转染Kv4.3或Kv4.2（对照）腺相关病毒（AAV）的方法干预心衰小鼠,检测心肌活性氧自由基水平（ROS）以及CaMKII的氧化水平和活性。同时,通过超声心动图和双激发荧光光电倍增系统分别检测心衰小鼠心脏和心肌细胞的收缩舒张功能。结果:4-氨基吡啶解离Kv4.3-CaMKII复合体后,H2O2诱导的CaMKII氧化水平增加,CaMKII的整体活性和肌浆网局部活性增强。在转染反义Kv4.3腺病毒的心肌细胞中也观察到同样的结果。免疫共沉淀提示Kv4.3虽然可以同CaMKII结合,但不能与氧化或磷酸化的CaMKII结合。荧光光谱结果表明,Kv4.3和Ca M与CaMKII结合后引起的构象改变不同,前者不引起CaMKII自身抑制区的开启,而后者则引起CaMKII自身抑制区的开启。在转染AAV-Kv4.3的心衰小鼠中,虽然ROS含量不变,但CaMKII氧化水平降低,在转染AAV-Kv4.2的小鼠中未观察到这种变化。恢复Kv4.3和Kv4.2表达均降低心衰小鼠CaMKII的整体活性和肌浆网局部活性,伴随整体心脏和心肌细胞收缩功能增强,但其中Kv4.3的效应更明显。此外,恢复Kv4.3表达也不影响心衰小鼠的心脏舒张功能。结论:Kv4.3通过与CaMKII上的Ca2+/Ca M位点结合,抑制了其自身抑制区的开启,从而抑制CaMKII的氧化及氧化激活。而恢复Kv4.3的表达有助于降低心衰心室肌CaMKII的氧化水平及氧化诱导的CaMKII激活,并且可以明显改善心脏收缩功能且不损害心脏舒张功能。
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