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Nature Com:一氧化碳可抑制心肌细胞内向整流钾通道

摘要 : 北京大学分子医学研究所顾雨春老师课题组利用膜片钳技术、分子克隆技术发现,一氧化碳预防再灌注心律失常的一个重要机制。这一研究结果为临床治疗心梗后病人猝死提供了新的治疗思路和途径。相关文章发表于2014年8月14日的《Nature Communications》杂志上。

 

再灌注心律失常严重威胁心梗病人的生命。研究表明一氧化碳(Carbon Monoxide,CO)在心肌缺血后生成增多,对再灌注心律失常有预防作用,但其机制一直没有得到很好的解释。

北京大学分子医学研究所顾雨春老师课题组利用膜片钳技术、分子克隆技术发现了一氧化碳预防再灌注心律失常的一个重要机制,该成果8月14 日在线发表于Nature Communications。

一氧化碳一直以来被认为是一种有毒气体,但在百年来的研究表明一氧化碳在人体内有广泛的内源性发生,它在机体各系统的生理学功能也在近20年的研究中得到全面证实。然而,作用机制还未完全阐明。

顾雨春小组采用膜片钳技术检测发现一氧化碳能作用于心肌细胞内向整流钾通道(Inward rectifier potassium channel,Kir),干扰通道与磷脂酰肌醇4,5-双磷酸(phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate,PIP2)的结合,抑制钾通道电流,进而产生延长动作电位时程的作用。这一机制很好的解释了一氧化碳预防再灌注心律失常的生理学作用。这一研究结果为临床治疗心梗后病人猝死提供了新的治疗思路和途径。

综上,该研究发现了一氧化碳的一个新的离子通道作用靶点,为全面探索它的生理学功能及机制做出了重要贡献,对一氧化碳的药物开发及临床应用提供了新思路。

论文第一作者是分子医学研究所博士研究生梁生辉。该项研究得到国家科技部973项目和国家自然科学基金委资助。

原文摘要:

Carbon monoxide inhibits inward rectifier potassium channels in cardiomyocytes

Shenghui Liang, Quanyi Wang, Weiwei Zhang, Hailin Zhang, Shengjiang Tan, Asif Ahmed &Yuchun Gu

Reperfusion-induced ventricular fibrillation (VF) severely threatens the lives of post-myocardial infarction patients. ​Carbon monoxide (​CO)—produced by haem oxygenase in cardiomyocytes—has been reported to prevent VF through an unknown mechanism of action. Here, we report that ​COprolongs action potential duration (APD) by inhibiting a subset of inward-rectifying potassium (Kir) channels. We show that ​CO blocks ​Kir2.2 and ​Kir2.3 but not ​Kir2.1 channels in both cardiomyocytes and HEK-293 cells transfected with Kir. ​CO directly inhibits ​Kir2.3 by interfering with its interaction with the second messenger phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate (PIP2). As the inhibition of ​Kir2.2 and ​Kir2.3 by ​CO prolongs APD in myocytes, cardiac ​Kir2.2 and ​Kir2.3 are promising targets for the prevention of reperfusion-induced VF.

来源: 北京大学 浏览次数:71

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