氧化CaMKII人类心室细胞模型的建立与电生理的仿真研究

摘要

钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(Calcium/Calmodulin-dependent protein kinase II,CaMKII)是一种主要表达于心脏中的细胞信号分子,氧化激活的CaMKII与多种致心律失常心脏疾病密切相关.为了分析氧化CaMKII对于细胞电生理的影响,结合CaMKII激活的生物化学动力学特征,开发了氧化CaMKII人类心室细胞模型,模拟仿真研究活性氧(Reactive oxygen species,ROS)增强情况下,离子电流、细胞内钙循环和细胞膜动作电位的变化.仿真结果发现,当ROS的浓度升高时,CaMKII的激活量增加,细胞质和肌浆网钙离子浓度升高,动作电位缩短.本模型为研究CaMKII致心律失常提供了量化分析手段,构建了微观分子功能改变与宏观细胞动作电位变化之间的定量关系,具有重要的理论和应用价值.