[發明專利]雷諾丁受體調控心肌細胞中Ca2+

有效

• 申請號: 201810034419.7
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108319811B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 譚文長;霍云龍;陳旭東
• 申請（專利權）人: 深港產學研基地
• 主分類號: G16B5/00
• 分類號: G16B5/00;G16H50/50
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本發明公開了一種雷諾丁受體調控心肌細胞中Ca²⁺波的二維建模方法，在細胞質中建立了一個數學模型，來研究游離和簇狀的雷諾丁受體的相互作用對調節Ca²⁺波的影響。成功地在心肌細胞中再現Ca²⁺波，與實驗結果具有良好的一致性。當腔內自由Ca²⁺的濃度高于臨界值0.7mM時，游離的雷諾丁受體能夠大大提高Ca²⁺火花的起始反應,進一步影響Ca²⁺波的形成和傳播，同時研究發現Ca²⁺波速度隨[Ca²⁺]_lumen指數增加。此外，本發明便于研究游離的雷諾丁受體參數對Ca²⁺波的影響：游離的雷諾丁受體個數影響Ca²⁺波的速度和幅值，使Ca²⁺波產生了較大的速度和振幅；鈣釋放單元(CRUs)之間的距離極大的影響了Ca²⁺波的速度，但不影響振幅。

技術領域

本發明涉及一種雷諾丁受體調控心肌細胞中Ca²⁺波的二維建模方法。

背景技術

基于簇狀雷諾丁受體的Ca²⁺火花是正常心肌細胞內的基本Ca²⁺釋放事件，能夠在一定的病理條件下發生沿長度方向的自傳播序列，這使得Ca²⁺濃度升高。因此，我們在細胞的多樣性中觀察Ca²⁺波，進而在實驗和理論上研究。在心肌細胞中產生Ca²⁺波與簇狀的雷諾丁受體和肌漿網終池上的Ca²⁺超載有關。Ca²⁺夸克由游離的雷諾丁受體引起，具有小振幅，長釋放時間的特點，是另一個重要的Ca²⁺釋放機制。因此，Ca²⁺波是Ca²⁺火花和夸克共同作用的結果。

然而，目前缺乏Ca²⁺波與Ca²⁺火花和Ca²⁺夸克的相互作用之間的聯系的相關研究。基于細胞質中Ca²⁺的菲克擴散理論，現有技術建立一個能夠顯示游離雷諾丁受體對心臟衰竭下Ca²⁺波的影響的計算模型。但是，仍然很難用菲克擴散模型解釋火花-寬度的悖論。最近，Izu等人指出，不規則的擴散模型可以解釋火花-寬度悖論，從而更深入地研究了Ca²⁺的擴散機理。而在復雜的環境中(如細胞質中)，所有的分子和離子都是這樣的。

另一方面，建立Ca²⁺波模型的一個挑戰是：關于細胞質內自由Ca²⁺的濃度的計算與實驗的不一致性([Ca²⁺]_cyto)。生理條件下[Ca²⁺]_cyto的計算結果大約是20μM，在病理情況下甚至高達100μM，這與計算[Ca²⁺]_cyto為1μM的結果不一致。而“波前敏化”模式允許Ca²⁺波的傳播振幅為1μM，但是Ca²⁺波的傳播機理仍不清楚。Sobie等人回顧了心臟肌漿網終池Ca²⁺調控的重要性，并指出提高肌漿網終池Ca²⁺水平可以提高雷諾丁受體的激發概率。因此，在Ca²⁺波的計算模型中，我們應該將肌漿網終池的Ca²⁺準則引入到Ca²⁺波的計算模型中，通過利用游離和簇狀的雷諾丁受體作為肌漿網終池損耗，以此來顯示Ca²⁺通量的減少。

發明內容

本發明目的是：提供一種雷諾丁受體調控心肌細胞中Ca²⁺波的二維建模方法，采用該方法建立的Ca²⁺波的二維模型用以研究游離和簇狀的雷諾丁受體的相互作用對調節Ca²⁺波的影響。