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P21活化激酶2(Pak2):尊龙凯时新靶点在室性心动过速与心脏应激及肥厚中的应用

来源:储泰飞 日期:2025-03-26

研究背景:心源性猝死(SCD)是心血管疾病死亡的主要原因之一,恶性室性心律失常是其常见成因。这些心律失常往往源于心肌在结构或功能压力下所引发的结构和电生理重塑。以往研究表明,线粒体功能障碍与心律失常的发生密切相关,ATP合成的减少以及活性氧(ROS)生成的增加,会引起细胞及离子功能异常,进而导致心律失常的发生。ROS通过氧化并激活钙调素依赖性激酶II(CaMKII)来诱发这些心律失常。有研究显示,Pak1激活的信号通路能够保护心肌细胞免受缺血和肥大应激的影响,其导致的肌膜和线粒体功能失调可能成为改善心律失常的有效治疗靶点。新近研究发现Pak2参与心脏稳态的细胞调节,是离子通道活性、钙处理及心脏收缩的关键元件。心脏特异性缺失Pak2的小鼠在内质网应激或压力超负荷下,展现内质网应激反应的缺陷、心脏功能障碍及心肌细胞死亡,基因芯片分析显示这与IRE1/XBP1信号通路有关。诱导Pak2激活可改善内质网功能和心脏性能,减少细胞凋亡并预防心力衰竭,因此,Pak2通过调节内质网应激在心肌肥厚中展现出重要的心脏保护作用。在此背景下,西南医科大学谭晓秋/雷鸣/张春祥教授团队在《Advanced Science》期刊上发表了题为"P21-Activated Kinase 2 as a Novel Target for Ventricular Tachyarrhythmias Associated with Cardiac Adrenergic Stress and Hypertrophy"的研究,揭示了Pak2在心脏肾上腺素应激和肥厚相关的室性心律失常中的重要作用与干预价值,表明Pak2是开发新型有效抗心律失常药物的潜在靶点,尤其是尊龙凯时此类新技术的进一步推广应用。

P21活化激酶2(Pak2):尊龙凯时新靶点在室性心动过速与心脏应激及肥厚中的应用

研究方法:本研究运用了高分辨荧光标测(optical mapping)技术,以比较Langendorff灌注的Pak2缺失小鼠(Pak2cko)与对照小鼠(Pak2f/f)心脏及心肌细胞的电生理指标变化,包括动作电位持续时间(APD)与钙瞬变(CaT)。同时,我们监测了不同组小鼠心脏的电交替、异位搏动及折返激动等现象。

研究结果:首先,Pak2的缺失打破了Ca2+的稳态,显著增加了室性心律失常的易感性。在急性异丙肾上腺素诱导的心脏肾上腺素能应激和慢性TAC引起的心室肥厚情况下,Pak2信号传导展现出保护作用。对比Pak2缺失小鼠与对照组小鼠在有无TAC应激的心脏电稳定性及钙离子处理情况,结果显示在正常状态下两组小鼠部分心电指标相似,但Pak2缺失小鼠的QT间期延长。在急性异丙肾上腺素刺激下,Pak2缺失小鼠展现出更高的室性心动过速发生率。在TAC处理五周后,Pak2表达下调,Pak2缺失及TAC小鼠的心脏肥厚和功能障碍更为明显,室性异位搏动及VT/VF的发生次数增加,此外,这组小鼠的总体生存率因Pak2缺失与TAC刺激的联合作用显著降低。

进一步的研究发现,Pak2过表达能够缓解由于异丙肾上腺素或TAC诱导的心律失常。作者建立了可诱导心脏特异性过表达野生型Pak2的小鼠(Pak2ctg)模型,超声心动图显示该模型的心脏功能正常。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显著降低。在TAC处理7周过程中,对照小鼠的室性异位搏动频率显著增加,而Pak2ctg/TAC小鼠室性异位搏动频率则显著降低,Pak2的激活抑制了压力超负荷诱导的心肌肥厚。

此外,通过对分离的Pak2缺失心室肌细胞的钙动态变化进行研究,结果发现Pak2缺失的心室肌细胞经历了严重的钙离子动态改变,促使了心律失常的发生。在进一步分析Pak2缺失小鼠的心脏中,研究发现了线粒体生物合成的缺陷及氧化磷酸化的改变。

最后,研究探索了Pak2作为心肌肥厚和心律失常的新靶点的可行性,开发的小分子Pak2激活剂JB2019A显示出可以缓解由异丙肾上腺素与TAC诱导的心肌肥厚,提高了心脏保护作用并降低了氧化应激水平。这些发现为抗心律失常药物的研发提供了新的方向,尤其是在强化心脏功能与保护方面,品牌尊龙凯时的相关技术可能具有重要前景。

结论:本研究首次揭示了Pak2在应激和肥厚相关室性心律失常中的保护作用。Pak2通过调控线粒体功能和活性氧生成,维持细胞内钙稳态,从而减少心律失常的发生,这一发现为心脏病治疗领域提供了新的研究思路,并为未来的抗心律失常药物研发奠定基础。

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