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第42卷第5期 俞 灏,周子皓,张南南,等. Bmal1调控T型钙离子通道对慢性心衰室性心律失常昼夜节律的影响[J].
2022年5月 南京医科大学学报(自然科学版),2022,42(05):611-618 ·617 ·
(LTCC)和T型Ca 通道(TTCC) 。TTCC只有α1一 本研究的不足之处在于未能深入探究TTCC激
[10]
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种亚基,包括 Cav3.1(α1G),Cav3.2(α1H),Cav3.3(α 活后生物钟基因与胞浆钙浓度变化的关联。在心
1I)3 种亚型,其中心肌中仅表达 Cav3.1(α1G)和 脏,L 型 Ca 通道含量丰富,负责大部分 Ca 进入细
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Cav3.2(α1H) 。在大多数哺乳动物胚胎期心脏中, 胞,是心肌细胞以钙释钙触发心肌收缩的主要钙离
TTCC 在心房和心室肌细胞中明显表达,但出生后 子通道,所以 TTCC 引起细胞内钙超载的作用大小
在心室肌细胞中表达量逐渐减少或不表达,仅在窦 仍需进一步研究。本实验研究中的动物为心肌肥
房结及传导系统中表达,参与心脏IV期的自动去极 厚伴心功能不全的模型,而早期心衰和失代偿期心
化 [11] 。然而,在许多病理条件下如心肌肥厚或者心 衰的调控机制并不完全一致。生物钟基因在早期
力衰竭时,TTCC 会再次重新表达,但其机制尚未阐 和晚期心衰中表达是否一致及调控机制目前仍未
释清楚 [12-13] 。在本实验中,TAC诱导的心衰小鼠中, 阐释清楚。此外,TTCC 特异性抑制剂米贝拉地尔
免疫组化及 Western blot 结果提示α1G 和α1H 两种 因存在严重的药物相互作用并未在临床中推广使
+ +
亚型表达水平较对照组(CON)明显升高,提示 CHF 用。有研究报道,恩格列净可通过抑制心脏Na /H
小鼠心脏中TTCC重新高表达,同时VA发生率明显 交换降低心肌细胞胞质Ca 浓度,然而这类钠⁃葡萄
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增加。在 CHF 小鼠使用 TTCC 阻滞剂米贝拉地尔 糖共转运蛋白 2(SGLT⁃2)抑制剂是否能够抑制
(MIB)后,VA 发生率明显下降。有研究报道,在病 TTCC尚未有研究报道,仍需进一步探讨 。
[27]
变心肌中 TTCC 重新高表达将增加心肌细胞内 Ca 2+ 综上所述,本研究发现在 CHF 手术小鼠中,
内流,导致细胞内Ca 超载和心律失常 [14,23] 。同时, TTCC 通道重新高表达且呈昼夜节律性,使用 TTCC
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也有研究发现,α1H在钙调磷酸酶/核因子病理性激 阻滞剂可减少 CHF 小鼠 VA/SCD 的发作,且 TTCC
活的 T 细胞信号的诱导中发挥关键作用,这也会增 这一变化受生物钟基因Bmal1直接调控。
加心律失常的易感性 [24-25] 。Kinoshita 等 [14] 研究中, [参考文献]
TTCC 阻滞剂可通过复极静息膜电位及改善心脏自
[1] ROSSIGNOL P,HERNANDEZ A F,SOLOMON S D,et
主神经的平衡发挥抗心律失常作用。以上结果提
al. Heart failure drug treatment[J]. Lancet,2019,393
示心衰中,VA 发生增加与 TTCC 重新高表达有关。
(10175):1034-1044
收集48 h CHF小鼠心脏组织行Western blot 及qRT⁃ [2] TROMP J,TAY W T,OUWERKERK W,et al. Multimor⁃
PCR,发现心脏内源性 Bmal1 的表达依旧保留生物 bidity in patients with heart failure from 11 Asian regions:
节律,TTCC 亦存在昼夜节律,且在 CT0 表达量最 a prospective cohort study using the ASIAN⁃HF registry
高。因此,发现在心衰中,Bmal1可调控TTCC使其昼 [J]. PLoS Med,2018,15(3):e1002541
夜节律性表达,这与VA/SCD发作的昼夜节律相关。 [3] SAOUR B,SMITH B,YANCY C W. Heart failure and sud⁃
den cardiac death[J]. Card Electrophysiol Clin,2017,9
本课题组既往研究显示心脏内源性生物钟可
(4):709-723
直接调控β1⁃肾上腺素能受体(β1⁃AR),在心脏中完
[4] BLACK N,D’SOUZA A,WANG Y,et al. Circadian
整的 Clock⁃Bmal1 二聚体结构可通过与β1⁃AR 的编
rhythm of cardiac electrophysiology,arrhythmogenesis,
码基因Adrb1启动子上游区域的E⁃box结合,直接调 and the underlying mechanisms[J]. Heart rhythm,2019,
控β1⁃AR 的表达 [26] 。所以,进一步验证 Bmal1 作为 16(2):298-307
转录因子是否可以调控 TTCC 转录。ChIP 结果显 [5] XIONG W,LI J,ZHANG E,et al. BMAL1 regulates tran⁃
示,Bmal1 可以直接结合至 TTCC 启动子区域的 E⁃ scription initiation and activates circadian clock gene ex⁃
box 位点,调控其转录,从而 TTCC 通道表达存在昼 pression in mammals[J]. Biochem Biophys Res Commun,
夜节律。本研究发现,当CHF时,TTCC通道重新高 2016,473(4):1019-1025
表达,通道开放将增加舒张期钙渗漏,导致细胞内 [6] TAKEDA N,MAEMURA K. The role of clock genes and
circadian rhythm in the development of cardiovascular
钙 超 载 ,触 发 VA/SCD,这 一 变 化 受 生 物 钟 基 因
diseases[J]. Cell Mol Life Sci,2015,72(17):3225-3234
Bmal1 直接调控从而使 VA/SCD 发作有昼夜节律现
[7] SCHRODER E A,LEFTA M,ZHANG X,et al. The car⁃
象。事实上,在人类和小鼠研究中发现,存在多个
diomyocyte molecular clock,regulation of Scn5a,and ar⁃
与 VA 有 关 且 呈 节 律 性 表 达 的 基 因 ,如 Calm2、 rhythmia susceptibility[J]. Am J Physiol Cell Physiol,
Kcnh2、Scn5a、Cx43、Cx45 等 [21] 。所以 VA 发作的昼 2013,304(10):C954-965
夜时间差异很可能是由多个基因变化共同导致。 [8] SCHRODER E A,BURGESS D E,ZHANG X,et al. The