人心房肌细胞肿胀激活的氯离子电流调节机制及分子结构基础的研究

摘要

目的：Icl.swell（肿胀激活的氯离子电流，Swelling-activated chloride current）被认为在心脏电生理及心律失常的发生过程中可能发挥重要作用，但其调节机制及分子结构基础目前仍不清楚。我们通过全细胞膜片钳技术研究选择性的α1受体激动剂新福林(Phenylephrine)，以及蛋白激酶C（PKC）激动剂PDBu(12,13-二丁酸佛波酯)对人心房肌细胞Icl.swell的影响。同时，采用PCR及免疫组织化学技术，研究了目前认为最可能介导Icl.swell的CLC-3蛋白在人右心房组织的表达特点及影响表达的相关因素，探讨Icl.swell的调节机制及分子结构基础。 方法：电生理研究：取心脏手术患者右心房组织，胶原酶、蛋白酶消化分离出单个心房肌细胞，全细胞膜片钳纪录单细胞电流。通过低渗（0.6T）灌流液灌流使细胞肿胀得到Icl.swell，获取给药后达到稳定状态后的电流并分析。PCR和免疫组织化学研究：取33例心脏手术患者右心房组织，RT-PCR检测CLC-3 m-RNA，用与内参β-actin m-RNA表达量的比值IOD CLC-3/IODβ-actin半定量；最小二乘法建立IOD CLC-3/IODβ-actin与性别，年龄，是否房颤，右房横径的多元线性回归方程，方差分析检验；免疫组化检测CLC-3蛋白的表达，并观察CLC-3蛋白在细胞的分布。 结果：在低渗（0.6T）灌流液灌流情况下，Icl.swell 被激活并被记录到。新福林使Icl.swell强度增强，这不同于以前在其他物种得到的结果。这种效应为浓度依赖性，在+40mV，半数有效浓度EC50=9.8μM。加入150μM DIDS 或者用等渗灌流液灌流，该效应即被逆转。在预先加入1μM α1受体阻断剂哌唑嗪的情况下，新福林依旧可以浓度依赖性增强Icl.swell，但增强程度减弱。Icl.swell也可以被PDBu所增强，明显区别于CLC-3相关的氯离子电流被蛋白激酶C抑制的特性。 RT-PCR和免疫组化均可在右心房肌检测到CLC-3的表达，且CLC-3蛋白分布在细胞内；建立的多元线性回归方程各模型方差分析检验均P>0.05，CLC-3 m-RNA的表达水平和性别、年龄、是否房颤、右房横径没有相关性。 结论：①我们首次发现在人心房肌细胞新福林可以增强Icl.swell，这和在其他动物得到的结果不同，表明α1受体激动剂对Icl.swell的调节具有种属特异性。②Icl.swell也可以被PDBu增强，这支持了α1受体激动剂可能是通过蛋白激酶C途径调节Icl.swell的观点，同时也表明PDBu对Icl.swell的调节作用也存在种属特异性。③蛋白激酶C激动剂PDBu增强Icl.swell电流，明显区别于CLC-3相关的氯离子电流被蛋白激酶C抑制的特性；CLC-3 m-RNA的表达水平和房颤、右心房横径等没有相关性；CLC-3蛋白表达位于细胞内；这些特点表明在人心房肌细胞CLC-3可能不是Icl.swell的通道蛋白。