1、受磷蛋白：心力衰竭的一個(gè)有希望的治療目標(biāo)？,譯自Cardiovasc Drug Ther 2001；15：387-396 2003年2月,受磷蛋白心力衰竭一個(gè)有希望的治療目標(biāo),心力衰竭及其治療現(xiàn)狀 心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制 心力衰竭時(shí)心肌舒縮功能下降的機(jī)制 受磷蛋白的結(jié)構(gòu)特征及其生理意義 用基因方法闡明活體內(nèi)受磷蛋白的調(diào)節(jié)作用 受磷蛋白/ SERCA復(fù)合體在心力衰竭病生理中的作用 把調(diào)整PLB/SERCA的關(guān)系作為心衰的一種治療策略的可能性 針對(duì)PLB/SERCA復(fù)合體的治療策略 結(jié)論,心力衰竭及其治療現(xiàn)狀,心臟是一個(gè)泵血器官，生理狀況下其泵血功能能適應(yīng)機(jī)體不同水平的代謝要求，表現(xiàn)為CO可隨代謝

2、率的增高而增高。 機(jī)體對(duì)CO的調(diào)控通過(guò)改變?nèi)齻€(gè)變量來(lái)實(shí)現(xiàn)：（）心室充盈量；（）心肌舒縮活動(dòng)的強(qiáng)度和速度；（）心率。 各種原因所致的CO絕對(duì)或相對(duì)不足，統(tǒng)稱(chēng)循環(huán)衰竭；由于心臟自身泵血功能?chē)?yán)重受損所致CO減少稱(chēng)為心力衰竭。 引起心力衰竭的最根本的機(jī)制是心肌收縮和（或）舒張功能的原發(fā)或繼發(fā)降低（心肌衰竭）。,心力衰竭及其治療現(xiàn)狀,進(jìn)行性的收縮及舒張功能減退導(dǎo)致CO不斷下降，其臨床后果就是循環(huán)淤血不斷加重，即所謂“充血性心力衰竭”。 心力衰竭的進(jìn)展中，神經(jīng)內(nèi)分泌的激活起著重要的作用，它們包括SNS系統(tǒng)和RAS系統(tǒng)。 當(dāng)前心力衰竭的治療主要是著眼于改善循環(huán)淤血的癥狀或者更高充其量也不過(guò)是試圖阻斷神經(jīng)內(nèi)分

3、泌的激活，來(lái)阻止左室功能的進(jìn)行性下降。這些治療藥物包括ACEI、血管緊張素受體拮抗劑、醛固酮受體拮抗劑、受體阻斷劑及所謂減輕前后負(fù)荷的藥物等。,心力衰竭及其治療現(xiàn)狀,理想的治療應(yīng)該更注重根本，即改善心肌的收縮舒張周期，尤其改善心肌的收縮功能。 那么，有沒(méi)有一種方法能夠達(dá)到上述目的呢？我們今天所要探討的是就是基于這樣一種目標(biāo)所設(shè)計(jì)的一種極有希望的方法，盡管它還談不上成熟。 要理解接下來(lái)的內(nèi)容，需要對(duì)心肌是如何舒縮的以及舒縮功能是如何減退的做一了解。,心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制,心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制,心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制,心肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)要點(diǎn) 每個(gè)肌細(xì)胞含有上千條肌原纖維，每條肌原纖維沿長(zhǎng)軸出現(xiàn)

4、規(guī)律的明暗交替（由于粗細(xì)兩種肌絲按一定規(guī)律排列而形成）。明帶、暗帶、H帶、M線、Z線（Z盤(pán)）、肌節(jié) 兩套獨(dú)立的肌管系統(tǒng)：橫管（T管）、縱管（肌漿網(wǎng)）。 粗肌絲主要由肌球蛋白分子構(gòu)成，該分子呈桿狀，其一端有兩個(gè)球形的頭，形成所謂“橫橋” 細(xì)肌絲含三種蛋白：肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白。肌動(dòng)蛋白構(gòu)成細(xì)肌絲的主干；原肌球蛋白阻止肌動(dòng)蛋白與橫橋頭部結(jié)合；肌鈣蛋白結(jié)合于原肌球蛋白上，含三個(gè)亞單位，即TnT、TnI、TnC,心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制,心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制,肌細(xì)胞的收縮過(guò)程： 橫橋頭部積攢能量（ATP酶活性）但無(wú)法與肌動(dòng)蛋白結(jié)合； 胞漿鈣離子濃度升高，TnC結(jié)合鈣離子致肌鈣蛋白分子構(gòu)象變化

5、； TnI與肌動(dòng)蛋白結(jié)合減弱； 解除原肌球蛋白對(duì)橫橋與肌動(dòng)蛋白結(jié)合的抑制； 肌動(dòng)蛋白與橫橋頭部結(jié)合； 能量轉(zhuǎn)換，肌絲滑行，細(xì)胞收縮,心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制,影響心肌細(xì)胞收縮能力的因素 胞漿內(nèi)鈣離子的水平 肌球蛋白ATP酶的活性 胞漿內(nèi)鈣離子從哪兒來(lái)的呢？,心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制,心肌舒縮的原動(dòng)力：興奮的產(chǎn)生興奮的傳導(dǎo)興奮-收縮耦聯(lián)心肌收縮 興奮-收縮耦聯(lián)的過(guò)程：興奮傳來(lái)肌膜產(chǎn)生動(dòng)作電位肌膜上L-型電壓門(mén)控通道激活開(kāi)放 Ca2+內(nèi)流入細(xì)胞激活肌漿網(wǎng)上ryanodine受體 （RYR） 肌漿網(wǎng)內(nèi)預(yù)儲(chǔ)的Ca2+ 通過(guò)RYR迅速大量釋入胞漿Ca2+ 結(jié)合肌原纖維中的肌鈣蛋白C 肌鈣蛋白C構(gòu)象改變，暴露

6、細(xì)肌絲上的肌動(dòng)蛋白結(jié)合部位 肌球蛋白的球狀小頭與肌動(dòng)蛋白結(jié)合部位發(fā)生反應(yīng)肌細(xì)胞收縮肌漿網(wǎng)鈣離子ATP酶（ SERCA ）將Ca2+攝回肌漿網(wǎng)（SR）；Na-Ca交換作用和肌膜鈣離子ATP酶將另一少部分Ca2+驅(qū)出細(xì)胞肌細(xì)胞舒張,心肌舒縮活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)制,興奮-收縮耦聯(lián)的特點(diǎn)及調(diào)節(jié)： 高度依賴(lài)于細(xì)胞外的Ca2+ RYR是一種對(duì)理阿諾堿有高度親和力的Ca2+釋放通道 L-型Ca2+通道也稱(chēng)雙氫吡啶受體，為電壓依賴(lài)性通道 SERCA的活性是由受磷蛋白來(lái)進(jìn)行可逆性調(diào)節(jié)的,心力衰竭時(shí)心肌舒縮功能下降的機(jī)制,心肌細(xì)胞數(shù)量減少及細(xì)胞、組織和心室水平的結(jié)構(gòu)改變。 心肌能量代謝障礙 心肌細(xì)胞鈣轉(zhuǎn)運(yùn)及其調(diào)控異常 心

7、肌的主動(dòng)松弛異常 心肌的順應(yīng)性降低,受磷蛋白的結(jié)構(gòu)特征及其生理意義,受磷蛋白的結(jié)構(gòu)特征及其生理意義,五聚體，含6000個(gè)亞單元 52個(gè)氨基酸，形成兩個(gè)區(qū)段 區(qū)段位于胞漿，又分a和b兩部分，表現(xiàn)親水性 區(qū)段為跨膜部分，表現(xiàn)疏水性 a和以-螺旋結(jié)構(gòu)形式存在；b以無(wú)規(guī)卷曲的形式存在,受磷蛋白的結(jié)構(gòu)特征及其生理意義,區(qū)段與SERCA可以發(fā)生靜電及親水反應(yīng)，這對(duì)于受磷蛋白與SERCA的功能聯(lián)系以及調(diào)節(jié)Ca2+的跨膜抑制反應(yīng)至關(guān)重要。 區(qū)段調(diào)節(jié)SERCA與Ca2+的親和性 區(qū)段a有多個(gè)特定部位可被不同的蛋白激酶磷酸化，磷酸化的受磷蛋白會(huì)解除其對(duì)SERCA的抑制，而去磷酸化意味著重新獲得對(duì)SERCA的抑制。

8、,受磷蛋白的結(jié)構(gòu)特征及其生理意義,Ser10 Ser10-P Ser10 Ser16 激酶 Ser16-P 型磷酸酶 Ser16 Thr17 Thr17-P Thr17 Ca2+從肌漿網(wǎng)內(nèi)釋放出來(lái) Ca2+被肌漿網(wǎng)攝取 肌肉收縮 肌肉舒張,用基因方法闡明活體內(nèi)受磷蛋白的調(diào)節(jié)作用,去除受磷蛋白基因?qū)π募∈湛s力的影響 生化上：SERCA與Ca2+的親和力明顯增加 生理上：離體心肌細(xì)胞縮短速度和縮短后再延長(zhǎng)的速度 完整心臟及活體水平：收縮參數(shù)增加 受磷蛋白過(guò)度表達(dá)對(duì)心肌收縮力的影響 生化上：SERCA與Ca2+的親和力下降，參與運(yùn)轉(zhuǎn)的Ca2+減少，且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)。 生理上：離體心肌細(xì)胞縮短速度和縮短

9、后再延長(zhǎng)的速度 完整心臟及活體水平：收縮參數(shù)下降。,用基因方法闡明活體內(nèi)受磷蛋白的調(diào)節(jié)作用,PLB部分減少對(duì)心肌收縮功能的影響 SERCA同Ca2+的親和力與PLB相對(duì)水平線性相關(guān) 離體心室肌細(xì)胞的收縮和舒張速率與PLB相對(duì)水平線性相關(guān) 完整心臟跳動(dòng)時(shí)的收縮參數(shù)與PLB相對(duì)水平線性相關(guān) 結(jié)論：受磷蛋白水平或受磷蛋白/SERCA相對(duì)比例的生理性或病理性變化可能導(dǎo)致了肌漿網(wǎng)功能和心臟收縮性的相應(yīng)改變,用基因方法闡明活體內(nèi)受磷蛋白的調(diào)節(jié)作用,受磷蛋白/ SERCA復(fù)合體在心力衰竭病生理中的作用,人類(lèi)心力衰竭時(shí)，SR功能改變的證據(jù) 參與循環(huán)的Ca2+總量減少 Ca2+從胞漿中的清除速率減慢 收縮期胞漿

10、中的游離Ca2+減少而舒張期卻增加 Ca2+運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng) SERCA的mRNA含量減少 PLB/SERCA比值增加或SERCA的含量減少 說(shuō)明：心衰時(shí)，興奮-收縮耦聯(lián)的主要缺陷是SR中的蓄積被抑制了，抑制者就是受磷蛋白,受磷蛋白/ SERCA復(fù)合體在心力衰竭病生理中的作用,受磷蛋白/ SERCA復(fù)合體在心力衰竭病生理中的作用,SR攝取鈣離子減少是心衰的原發(fā)缺陷還是一種繼發(fā)標(biāo)記呢？ SR對(duì)鈣離子的扣押減少不利于心肌收縮，它是心力衰竭的原因 SR對(duì)鈣離子的扣押減少是對(duì)心衰的一種代償，心衰的發(fā)生另有原因，如肌絲活化遲鈍。 心衰的病因及表型復(fù)雜，原發(fā)或繼發(fā)變化不易區(qū)分,受磷蛋白/ SERCA復(fù)合體在心

11、力衰竭病生理中的作用,受磷蛋白表達(dá)過(guò)度的轉(zhuǎn)基因鼠研究證明肌漿網(wǎng)對(duì)鈣離子的攝取功能減退引起了心肌的固有收縮功能障礙。 離體心肌細(xì)胞固有收縮功能及鈣的運(yùn)轉(zhuǎn)均顯著受抑。 固有收縮功能減退激活了交感神經(jīng)，它在早期是一種重要的代償機(jī)制，但最終其敏感性下降，心肌重塑及心衰的表現(xiàn)隨之產(chǎn)生。,受磷蛋白/ SERCA復(fù)合體在心力衰竭病生理中的作用,基于心肌特異性過(guò)度表達(dá)的受磷蛋白突變株的鼠模型的研究結(jié)果： SERCA與鈣離子的親和力高度抑制 鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)受阻 心肌收縮功能減退 結(jié)論：PLB以及PLB/SERCA的異常影響著鈣離子的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定且是心衰進(jìn)展的重要機(jī)制,把調(diào)整PLB/SERCA的關(guān)系作為心衰的一種治療策略的可能性,理論上可行 基因工程鼠模型心衰的預(yù)防 去除MLP嚴(yán)重的心肌收縮功能減退心衰 同時(shí)去除MLP與PLB 心衰不再發(fā)生 貯鈣蛋白過(guò)度表達(dá)心肌收縮功能減退 貯鈣蛋白過(guò)度表達(dá)的小鼠去除受磷蛋白心肌收縮功能得到挽救 結(jié)論：此法有可行性！,針對(duì)PL