心肌延迟整流钾电流慢成分Iks是参与动作电位复极的重要外向离子流,Iks通道功能异常是引发多种心律失常的重要原因,研究Iks通道特性与调控机制具有重要临床意义。离子通道磷酸化和脱磷酸化是其功能调控的主要形式,此方面研究虽已有不少,但酪氨酸蛋白激酶(protein tyrosine kinases,PTKs)能否调控人心肌Iks目前尚不清楚。本研究在建立稳定表达人心肌Iks通道蛋白细胞系的基础上,应用膜片钳、定点突变、western blot、动物模型复制等技术,研究PTKs对人心肌Iks有无调控作用及Iks通道蛋白上参与PTK调控的酪氨酸位点,并观察慢性心衰时Iks通道蛋白磷酸化水平的变化,以明确PTKs对人心肌Iks的调控作用、机制及在心衰中的初步病理意义。研究结果不仅将丰富对Iks通道调控及慢心衰时心律失常发生机制的认识,也将为心律失常的诊断、治疗及新型抗心律失常药物开发提供新思路。
磷酸化修饰是钾离子通道功能重要调控方式,我们对酪氨酸蛋白激酶对人心肌延迟整流钾电流慢成分IKs的调控作用和机制进行了研究。首先建立了稳定表达人心肌Iks通道蛋白的HEK293细胞系;膜片钳实验发现多种PTKs抑制剂对IKs具有明显的抑制作用,此作用可被酪氨酸磷酸酶抑制剂翻转,表明PTKs对IKs具有明显的调控作用;免疫沉淀及western blot实验提示PTKs调节IKs的作用可能是间接作用;进一步对IKS通道α亚基KCNQ1蛋白上可能的酪氨酸磷酸化位点进行的突变实验表明,部分酪氨酸位点(Y299A,Y461A)突变后IKs通道对PTKs抑制剂反应性无明显变化,其余位点突变后可能影响了通道蛋白的运输过程或空间结构,转染的细胞膜上未能记录到IKs电流,说明KCNQ1蛋白上可能不存在调节IKs电流的酪氨酸磷酸化位点,PTKs对IKs的调控是一种间接作用。本项目的研究结果丰富了人们对Iks通道调控机制的认识,建立的细胞系为IKs通道调控剂筛选奠定了基础。