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尊龙凯时聚焦P21活化激酶2作为心脏应对应激和肥厚相关室性心动过速的新靶点

发布时间:2025-03-26   信息来源:尊龙凯时官方编辑

尊龙凯时的研究背景:心源性猝死(SCD)在心血管疾病死亡中占据显著比例,其中恶性室性心律失常是常见的诱因。这一现象常由心肌在结构或功能压力下的重塑所引起。过去的研究表明,线粒体功能的障碍与心律失常的发生密切相关,主要由于ATP合成的减少与活性氧(ROS)生成的增加,导致细胞及其离子功能的异常。ROS通过氧化并激活Ca2+/钙调素依赖性激酶II(CaMKII),从而诱发心律失常。

已有研究显示Pak1激活信号通路能够保护心肌细胞免受缺血和肥大应激的影响,因此其引起的肌膜及线粒体功能失调可能成为改善心律失常的一种治疗靶点。新研究发现Pak2能够调节心脏的细胞稳态,是离子通道活性、钙处理和心脏收缩的关键因子。心脏特异性缺失Pak2的小鼠在经历内质网应激或压力超负荷时,表现出内质网应激反应缺陷、心脏功能障碍以及心肌细胞死亡,基因芯片分析说明这一过程与IRE1/XBP1信号通路相关。此外,诱导Pak2激活可以改善内质网功能和心脏表现,减少细胞凋亡,预防心力衰竭,这些发现暗示Pak2在心肌肥厚中的内质网应激调节也具有保护作用。

目前,对于Pak2在应对线粒体氧化应激和心脏损伤中的直接保护作用尚无足够证据。为此,尊龙凯时的西南医科大学谭晓秋、雷鸣及张春祥教授团队在《Advanced Science》杂志上发表了题为《P21-Activated Kinase 2 as a Novel Target for Ventricular Tachyarrhythmias Associated with Cardiac Adrenergic Stress and Hypertrophy》的文章,揭示了Pak2在心脏肾上腺素应激及肥厚相关的室性心律失常中的关键作用与潜在干预价值,表明Pak2可能成为开发新型有效抗心律失常药物的目标。

尊龙凯时的研究方法:本研究采用高分辨荧光标测(optical mapping)技术,比较Langendorff灌注的Pak2缺失小鼠(Pak2cko)与对照组(Pak2f/f)的心脏及心肌细胞在动作电位持续时间(APD)、钙信号(CaT)等电生理指标上的变化。同时,监测不同组小鼠在心脏电交替、异位搏动及折返激动等现象。

尊龙凯时的研究结果:1. Pak2缺失破坏Ca2+稳态,增加了室性心律失常的倾向。本研究探讨Pak2信号传导在急性异丙肾上腺素诱导的心脏应激及慢性压力负荷(TAC)所致心室肥厚中的保护作用。通过比较Pak2缺失(Pak2cko)与对照组小鼠在有无TAC刺激下的心脏电稳定性,结果表明两组小鼠在正常状态下部分心电指标相似,但Pak2cko小鼠QT间期延长;在急性异丙肾上腺素刺激下,Pak2cko小鼠的室性心动过速发生率显著增加。

2. Pak2过表达能够缓解由异丙肾上腺素或TAC诱导的心律失常。通过构建心脏特异性过表达野生型Pak2的小鼠Pak2ctg模型进行超声心动图分析,结果显示该模型在正常状态与对照小鼠相似,然而在异丙肾上腺素刺激后,Pak2ctg小鼠的室性心律失常发生率及持续时间均显著降低。经TAC处理7周后,Pak2ctg小鼠不再显示与Pak2cko小鼠相似的膜电位和钙离子信号异常。

3. 分离的Pak2缺失心肌细胞展现出异常的钙离子动态变化。研究发现对比相应的对照组,Pak2ko小鼠存在更高频率的自发Ca2+瞬变及Ca2+振荡,这进一步证明Pak2缺失导致细胞内钙稳态的破坏。

4. Pak2缺失影响心肌细胞中的线粒体生物合成及氧化磷酸化。通过蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析,发现Pak2缺失导致心脏细胞内多个与应激相关的蛋白质显著上调。同时,Pak2缺失显著加重了由TAC诱导的氧化应激。

5. NOX4/ROS介导的CaMKII通路激活促进Pak2在TAC诱导的电重构中的作用。电生理实验显示,Pak2缺失小鼠内钙离子动态异常。此外,TAC处理减少了耗氧率(OCR),证实Pak2缺失加剧了TAC诱导的线粒体功能障碍。

6. Pak2过表达有助于修复由异丙肾上腺素和TAC引起的心脏损伤,减少ROS的生成与线粒体的结构改变。本研究探讨了新的Pak2激活剂JB2019A的潜力,其在急性和慢性心脏应激下表现出显著的保护作用。

综上所述,这项研究首次揭示了Pak2在心脏应激和肥厚相关室性心律失常中的保护作用,强调了Pak2通过调节线粒体功能和ROS生成以维持细胞内钙稳态的关键角色。Pak2激动剂JB2019A的开发为未来抗心律失常药物的研究提供了新的方向,将为心血管药物研发注入新的活力,体现了尊龙凯时在生物医疗领域的创新精神。