TRPML1介导的溶酶体钙离子释放调控心肌梗死后室性心律失常Lysosomal Ca2+ Release Through TRPML1 Governs Ventricular Arrhythmia After Myocardial Infarction | Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology

环球医讯 / 心脑血管来源:www.ahajournals.org美国 - 英语2025-10-17 12:48:29 - 阅读时长20分钟 - 9516字
本研究发现,心肌梗死后溶酶体通过TRPML1通道的钙离子释放显著增加,导致肌浆网舒张期钙释放增强,进而引发室性心律失常。研究团队通过小鼠模型和人类心肌组织证实,心肌梗死区域TRPML1蛋白表达显著上调,溶酶体数量增加且与肌浆网距离缩短。抑制TRPML1活性可有效减少心肌梗死小鼠的室性心律失常发生率,而TRPML1激动剂则增加心律失常风险。这一发现揭示了溶酶体在心肌梗死后心律失常发生中的关键作用,为开发新型抗心律失常药物提供了潜在靶点,有望解决目前缺血性心肌病患者缺乏有效抗心律失常药物的临床难题。
心肌梗死心律失常溶酶体TRPML1钙释放肌浆网触发活动心肌病治疗靶点抗心律失常
TRPML1介导的溶酶体钙离子释放调控心肌梗死后室性心律失常

摘要

背景:

在非缺血性心肌病中,线粒体钙离子处理通过调节舒张期肌浆网(SR)钙释放参与心律失常的发生。最近有报道称,溶酶体钙释放可以触发肌浆网钙释放。我们研究了通过TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)通道的溶酶体钙通量是否通过引起舒张期肌浆网钙释放,对缺血性心肌病相关心律失常有贡献。

方法:

通过结扎左前降冠状动脉,在野生型C57BL/6J和TRPML1杂合敲低(TRPML1±)小鼠中诱导缺血性心肌病。在心肌梗死(MI)后3周对小鼠进行研究。

结果:

心肌梗死后,人类缺血性或非缺血性心肌病患者中,仅限溶酶体的TRPML1钙释放通道显著增加。在小鼠心肌梗死边界区,TRPML1(而非TPC2[双孔通道2])显著上调85%,在远端区域上调55%。心肌梗死后,溶酶体数量增加且更接近肌浆网。与假手术心肌细胞相比,心肌梗死小鼠心肌细胞中的溶酶体钙释放显著上调。心肌梗死小鼠分离的心肌细胞中动作电位持续时间延长,心律失常性舒张期肌浆网钙释放增加。阻断TRPML1减少了心肌梗死小鼠心肌细胞的动作电位持续时间延长,并抑制早期和延迟后除极,而TRPML1激动剂增加了TRPML1依赖的细胞触发活动。TRPML1拮抗剂可抑制心肌梗死小鼠中诱发的室颤。与此结果一致,TRPML1的基因敲低可抑制心肌梗死后的致心律失常风险。TRPML1靶向药物的效果在对照心肌细胞中未见。

结论:

由于数量增加、与肌浆网的接近性以及TRPML1依赖的溶酶体钙释放介导的舒张期肌浆网钙释放,溶酶体在心肌梗死后对心律失常风险有所贡献。

已知信息

  • 线粒体钙通量可导致非缺血性心肌病的致心律失常风险。
  • TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)在心肌细胞以外的细胞类型中可诱导内质网/肌浆网钙释放。

本研究新增发现

  • 缺血性心肌病患者TRPML1表达增加。心肌梗死(MI)后小鼠TRPML1蛋白和溶酶体数量增加。
  • 心肌梗死导致小鼠心肌细胞中溶酶体-肌浆网接触增加。
  • TRPML1增强的钙释放在心肌梗死小鼠心肌细胞中诱导了舒张期肌浆网钙释放。
  • 抑制TRPML1激活减少了心肌梗死后的舒张期肌浆网钙释放、动作电位持续时间延长、触发活动(TA)和心律失常。
  • 针对心肌梗死后TRPML1激活的靶向治疗或减少溶酶体钙外流可能代表预防心律失常风险的新治疗靶点。

心肌梗死(MI)和心脏收缩功能下降导致心律失常风险增加。虽然心律失常的原因在很大程度上仍不清楚,但多种因素如ATP、酸中毒、[Ca2+]i等离子积累、自由基增加、儿茶酚胺释放、动作电位(AP)改变以及缺血组织的机械特性改变已被认为与此相关。缺血的心肌梗死边界区(BZ)似乎是这些变化和相关心律失常发生的主要部位。

由于机制尚不明确,心律失常治疗主要依赖植入式心脏复律除颤器,但其应用因难以确定谁将受益于植入而受到限制。目前尚无抗心律失常药物被证明可有效预防缺血性心肌病患者恶性心律失常并延长生命。

心脏心律失常有3种基本细胞机制:异常自律性、触发活动(TA)和折返。前两种机制依赖于钙离子,通常为局灶性,从单一位置开始,而折返涉及由缓慢传导和动作电位改变促进的连续电活动。这三种机制都与心肌梗死后的心律失常发生有关,但其层次关系尚不清楚,且尚不清楚哪种机制最重要。有研究表明,局灶机制可能引发由折返传播的心律失常。由于对这些基本机制的重要性和关系存在不确定性,新的治疗方法进展缓慢。我们曾发表研究指出,TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)抑制减少了心肌梗死中的异常自律性,而TRPML1与心肌梗死中触发活动的关系是本研究的主题。

最近,我们提出了一个新概念,即摄取和释放钙离子的细胞器可能在心肌病中而非正常心脏中导致心律失常风险。具体而言,我们证明线粒体钙离子内流有助于非缺血性心肌病中的心律失常风险,抑制线粒体钙离子内流可防止动作电位延长、触发活动和心律失常。线粒体对心律失常风险的贡献取决于:(1)细胞器钙离子摄取和释放,特别是在心肌病期间;(2)线粒体与肌浆网(SR)的接近,形成微区;(3)线粒体舒张期钙释放对肌浆网钙释放的放大作用;以及(4)舒张期Na+/Ca2+交换电流的增加。因此,调节线粒体钙通量代表了一种潜在的新型抗心律失常方法。

心脏溶酶体可能以类似于线粒体的方式在心肌病期间对心律失常风险有所贡献。心脏溶酶体最广为人知的是其降解作用,但它们具备上述参与心律失常风险的全部4个标准。它们维持约500 µmol/L的腔内游离钙浓度。溶酶体跨膜电位被认为在腔侧呈阳性(> +30 mV),为阳离子从溶酶体腔向细胞质流出提供驱动力。心肌病中溶酶体活性和与肌浆网的相互作用增加。最后,溶酶体钙释放可在非心脏组织中触发舒张期肌浆网钙释放。

溶酶体钙通过与H+/Ca2+交换器偶联的液泡(V)型H+-ATP酶维持相对细胞质的高水平,钙释放由TPC2(双孔通道2)和TRPML1介导。TRPML1是定位于晚期阶段内体和溶酶体膜上的钙离子通透性非选择性阳离子通道,在质膜上不存在或无功能。TRPML1被认为是溶酶体中的主要钙释放通道。此外,活性氧激活TRPML1(也称为MCOLN1),而活性氧在缺血性心肌病中升高。最后,TRPML1转录依赖于TFEB(转录因子EB)。TFEB去磷酸化并随后转位到细胞核导致溶酶体生物发生和TRPML1转录增加。因此,我们检验了以下假设:溶酶体通过增加其数量、接近肌浆网、通过TRPML1释放钙离子、增强舒张期肌浆网钙释放并导致触发活动,从而对缺血性心肌病中的心律失常风险有所贡献。

方法

支持本研究发现的数据可根据合理要求从通讯作者处获取。选择任一性别的小鼠随机分入治疗组或假手术组。观察者对治疗组不知情。所有动物方案均符合明尼苏达大学动物护理和使用委员会的指南,并符合美国国立卫生研究院出版的《实验动物护理和使用指南》。人类组织样本和匿名患者信息由明尼苏达大学经机构审查委员会批准的集中人类标本采购项目——生物材料采购网络获取。方法的完整描述可在补充材料中获得。

缺血性心肌病模型

通过冠状动脉闭塞在11-或12周龄小鼠(25-35 g,任一性别)中诱导心肌梗死。这种方法导致左心室约33%发生心肌梗死(通过TTC染色),射血分数相对降低46%。

心肌细胞分离和纯化

如前所述分离心室心肌细胞。成年心肌细胞进一步通过基于免疫磁珠的巨噬细胞耗竭进行纯化。

电生理记录

使用Axopatch-200B放大器(美国福斯特城Molecular Devices公司)通过破裂全细胞电流钳技术记录动作电位。

电子显微镜

如先前报道记录小鼠心脏的电子显微镜图像。

邻近连接测定

邻近连接测定按文献进行。

体内心脏电生理学

如前所述进行心内电生理研究。

蛋白印迹分析

使用常规蛋白印迹法评估心肌梗死小鼠和人类左心室游离壁组织中的蛋白表达。

免疫荧光染色

按已发表方法进行TRPML1、TFEB和LAMP1免疫荧光染色,并通过共聚焦显微镜(日本东京Olympus Fluoview FV3000)获取图像。

细胞内钙瞬变测量

使用IonOptix系统(美国马萨诸塞州米尔顿IonOptix公司)可视化细胞内钙瞬变的变化。

溶酶体钙释放测量

使用构建体GCaMP7-ML1成像溶酶体钙释放,此前已进行过此类操作。

左心室心肌细胞记录的钙火花图像

所用方法此前已有描述。

统计学

数据表示为平均值±标准误。如文中所述,使用Fisher精确检验、χ2检验、Mann-Whitney U检验和双样本t检验进行统计分析。在单因素或嵌套方差分析的多重比较中使用Bonferroni校正。P<0.05被认为具有统计学意义。

结果

心肌梗死后小鼠和人类中溶酶体钙处理蛋白TRPML1增加

TRPML1和TPC2是溶酶体钙释放通道。在小鼠中,TRPML1(而非TPC2)在心肌梗死心脏边界区组织中显著上调85%,在远端区域上调55%。TPC2在边界区显著降低49%,在远端区域无明显变化(图1A和1B)。为确保表达更多TRPML1的巨噬细胞未改变结果,我们研究了巨噬细胞耗竭的分离心肌细胞。在分离的心肌细胞中,心肌梗死小鼠边界区的TRPML1蛋白水平增加了50%,与心脏心室组织结果一致(图S1)。此外,与假手术小鼠相比,心肌梗死小鼠心脏边界区的转录调节因子p-TFEB的细胞质蛋白水平显著降低(图1C),表明心肌梗死小鼠心脏边界区的细胞核中去磷酸化-TFEB更多(见下文)。这些数据与先前报道一致,即激活的TRPML1通道触发TFEB核转位(即去磷酸化-TFEB增加),从而导致溶酶体生物发生增加。此外,与对照心室相比,缺血性或非缺血性心肌病患者的人类心室组织中TRPML1增加(图1D),而TPC2蛋白水平在对照和缺血性心肌病患者的心室组织之间无变化(图S2)。因此,我们在后续实验中专注于TRPML1。

图1. TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)在缺血性心力衰竭中增加。A,TRPML1在心肌梗死(MI)小鼠心脏的边界区(BZ)和远端区域均显著增加。B,TPC2(双孔通道2)在心肌梗死小鼠心脏中下调。C,在心肌梗死小鼠心脏边界区中TFEB(转录因子EB)磷酸化降低(即TFEB去磷酸化增加)。D,TRPML1在非缺血性心肌病(NI-CM)和缺血性心肌病(I-CM)人类左心室中显著上调。数据表示为平均值±标准误。RZ表示远端区域。P<0.05,通过Mann-Whitney U检验比较两组。

心肌梗死后溶酶体数量和与肌浆网的接近性增加

如上所述,溶酶体产生和TRPML1转录由主转录调节因子TFEB控制。当TFEB去磷酸化时,它重新定位到细胞核以增加溶酶体产生。心肌梗死后,细胞核TFEB蛋白(去-p-TFEB)增加,分离的心肌细胞中LAMP1标记的溶酶体增加(P<0.05;图2D、2E和2F)。如预期,TRPML1与溶酶体标记物LAMP1共定位(图2A至2C)。

图2. 心肌梗死(MI)小鼠心脏分离的心肌细胞(CMs)中溶酶体(LAMP1)、TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)和核TFEB(转录因子EB)增加。A和B,分别在假手术和心肌梗死边界区(BZ)分离的心肌细胞中LAMP1和TRPML1的蛋白表达。C,A和B的合并。D,TFEB(绿色)的蛋白表达和E,TFEB(绿色)与4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI;蓝色)的合并。A、B和E中的蓝色插图是阴性对照图像。C中的灰色插图是每张图像白框区域的放大。F,LAMP1 (AB2971; Sigma-Aldrich)、TRPML1 (ACC-081; Alomone)和核TFEB (n-FEFB; Ptglab 13372-1-AP)表达的总结。数据表示为平均值±标准误。每组n=9,来自每组3只小鼠。比例尺,20 µm。P<0.05,通过双样本t检验比较两组。

电子显微镜显示溶酶体位于肌浆网附近,溶酶体与肌浆网之间的最短距离从假手术组的33.0±4.9 nm减少到心肌梗死组的9.1±2.5 nm(图3A和3B;P<0.05;每组n=10)。如预期,溶酶体与连接或非连接肌浆网之间的最短距离显著缩短(图3B;每组n=5)。连接肌浆网定义为面对二联体空间中t-小管的终末池区域的肌浆网。

图3. 心肌梗死(MI)小鼠中肌浆网(SR)-溶酶体接触增加。A,假手术和心肌梗死小鼠心脏的电子显微镜图像。B,A中溶酶体和肌浆网之间最近距离的总结。n=10。连接肌浆网(jSR)是面对二联体空间中t-小管的终末池区域的肌浆网(图中n=5)。C,假手术和从心肌梗死小鼠分离的心肌梗死心肌细胞(CMs)中的邻近连接测定(PLA)信号。比例尺,20 µm。C中的蓝色插图是含4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)的一个阴性对照图像。假手术和心肌梗死边界区(BZ)的n分别为7和8。每组有3只小鼠。数据表示为平均值±标准误。njSR表示非连接肌浆网(n=5)。P<0.05,通过双样本t检验比较两组。

TRPML1已知在平滑肌细胞中形成与RyR2复合并激活RyR2。我们通过邻近连接测定研究了RyR2和TRPML1在心脏中是否紧密接近,发现与假手术组相比,心肌梗死后的接近性增加(图3C)。

心肌梗死增强溶酶体钙释放

要使溶酶体影响肌浆网,它们必须释放钙离子,进一步通过激活RyR2诱导肌浆网释放钙离子。GCaMP7-TRPML1是一种特异性针对溶酶体钙且对pH不敏感的荧光传感器,直接与TRPML1偶联。此前已报道使用此探针特异性测量溶酶体TRPML1钙释放。我们在小鼠中过表达此探针。如先前报道,该探针不检测小的肌浆网钙释放,使用此探针时避免了大肌浆网钙释放的诱导。荧光探针显示,除了TRPML1蛋白水平增加外,心肌梗死后的溶酶体基础钙释放和TRPML1激动剂诱导的(ML-SA1, 500 nmol/L)钙释放似乎增加(图4A和4B)。感染对照构建体的心肌梗死小鼠未显示显著荧光。

图4. 心肌梗死(MI)后溶酶体钙释放增加。A,典型的溶酶体钙释放轨迹。使用慢病毒感染GCaMP7-ML1小鼠。与假手术心肌细胞(CMs)相比,感染慢病毒GCaMP7-ML1的心肌梗死小鼠似乎具有更多的基础溶酶体钙释放,且TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)选择性激动剂ML-SA1(0.5 µmol/L)可增加溶酶体钙释放;浴液中含5-mmol/L EGTA(无钙台氏液)以最小化任何其他潜在的钙释放来源。F0定义为无细胞区域的背景荧光。B,A的总结。数据表示为平均值±标准误。使用Bonferroni校正。假手术(GCaMP7-ML1)和心肌梗死(GCaMP7-ML1)的CMs数量n分别为13和10。CMs来自每组3只小鼠。P<0.05,通过双向方差分析比较两组。

TRPML1依赖的溶酶体钙释放导致舒张期肌浆网钙释放

心肌梗死小鼠的心肌细胞舒张期肌浆网钙释放增加(图5A和5B)。正如溶酶体钙释放对肌浆网钙释放有贡献的预期,舒张期肌浆网钙火花被TRPML1选择性拮抗剂ML-SI1(1 μmol/L)抑制,但在心肌梗死心肌细胞中被TRPML1选择性激动剂ML-SA1(500 nmol/L)增加(图5B)。如我们假设溶酶体仅在心肌病状态下对心律失常起作用,激动剂对从心肌梗死假手术小鼠分离的心肌细胞的钙火花无影响。在添加ML-SA1(500 nmol/L)之前或之后均未检测到钙火花(图5A)。可能是因为在对照条件下,溶酶体数量较低,溶酶体钙释放较小,且空间上溶酶体-肌浆网分离较大。为证明观察到的钙火花来自肌浆网,使用了肌浆网钙ATP酶抑制剂毒胡萝卜素(1 μmol/L)和高浓度雷尼丁(10 μmol/L)来抑制肌浆网钙释放通道。每种药物均阻止了从心肌梗死小鼠分离的心肌细胞中TRPML1依赖的钙火花(图5C和5D)。这些结果表明溶酶体钙释放通过诱导肌浆网钙释放发挥作用。如预期,由于溶酶体钙释放量小,抑制TRPML1对从心肌梗死小鼠心肌细胞记录的钙瞬变无影响(图S4)。

图5. TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)诱导的钙火花在从假手术和心肌梗死(MI)小鼠分离的心肌细胞(CMs)中。A,在向假手术CMs施用ML-SA1(TRPML1选择性激动剂)前后记录的钙火花。两组均未检测到火花;每组n=10。B,在向从心肌梗死小鼠分离的心肌细胞施用ML-SI1(1 μmol/L)和ML-SA1(0.5 μmol/L)或ML-SI1(1 μmol/L)后跟ML-SA1(0.5 μmol/L)2分钟后获得的钙火花。C和D,在通过SERCA2选择性抑制剂(毒胡萝卜素,1 μmol/L,15分钟)抑制肌浆网(SR)钙负荷或通过RyR2阻断剂雷尼丁(10 μmol/L,30分钟)阻断肌浆网钙释放后,0.5-μmol/L ML-SA1不再从从心肌梗死小鼠分离的心肌细胞中诱导钙火花。E,A至D的总结。数据表示为平均值±标准误。每组来自每组3只小鼠的细胞数量n=10。火花振幅不受任何干预影响。假手术、毒胡萝卜素和雷尼丁组未在F中绘制,因为未检测到火花。P<0.05,比较两组。††P<0.01,通过双样本t检验与其他组比较。

溶酶体钙释放对心肌梗死后心律失常风险的贡献

心肌梗死已知会导致触发活动和心律失常。触发活动由异常舒张期肌浆网钙释放引起。可能导致钙波的钙火花可通过增加瞬时内向电流(Na+/Ca2+交换电流)引发触发活动。如上所述,TRPML1在心肌梗死心肌细胞中导致舒张期肌浆网钙释放。因此,我们测试了TRPML1是否通过增加舒张期肌浆网钙火花,在心肌梗死后导致细胞触发活动。

如预期,从心肌梗死心脏分离的心肌细胞显示早期后除极和延迟后除极,而心肌梗死假手术心肌细胞中无触发活动(图6A和6B)。通过2分钟施用1-μmol/L ML-SI1阻断TRPML1,在从心肌梗死小鼠分离的心肌细胞中抑制了早期后除极和延迟后除极(图6B和6D)。相反,通过0.5-μmol/L ML-SA1增加TRPML1活性增强了触发活动(图6C和6D)。与溶酶体钙通量仅在心肌梗死后导致心律失常的假设一致,TRPML1抑制对从假手术小鼠心肌细胞记录的动作电位无影响(图6A)。

图6. 阻断TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)抑制小鼠心肌梗死(MI)心肌细胞(CMs)中的触发活动,而激活TRPML1增加触发活动。A,在向从假手术小鼠分离的心肌细胞施用0.5-μmol/L ML-SA1(TRPML1特异性激动剂)前后记录的典型动作电位(APs)。每组重复10个细胞。B,在向从心肌梗死小鼠分离的心肌细胞施用1-μmol/L ML-SI1(TRPML1特异性拮抗剂)前后获得的动作电位。C,在向从心肌梗死小鼠分离的心肌细胞施用TRPML1特异性激动剂0.5-μmol/L ML-SA1后记录的典型动作电位。D,B和C的总结。数据表示为平均值±标准误。每组来自每组3只小鼠的细胞数量n=10。P<0.05和P<0.01,通过χ2检验比较两组。

在整体动物实验中,选择性TRPML1阻断剂ML-SI1(0.15 mg/kg, IP)可显著减少心肌梗死小鼠中诱发的室颤发作(图7)。TRPML1的基因减少导致心肌梗死后可诱导心律失常的相同减少,验证了ML-SI1对TRPML1通道的体内选择性。与野生型心肌梗死小鼠边界区相比,TRPML1±心肌梗死小鼠边界区心脏组织中的TRPML1蛋白水平显著降低(图S5)。与野生型心肌梗死小鼠相比,TRPML1±心肌梗死小鼠中诱发的室颤发作减少(图7)。

图7. TRPML1(瞬时受体电位粘脂蛋白1)的药理学和遗传抑制均减少心肌梗死(MI)小鼠中的室性心律失常可诱导性。A,通过起搏评估可诱导性的ECG记录。将ML-SI1(TRPML1选择性拮抗剂,0.15 mg/kg, IP)注射到心肌梗死小鼠中。B,A的总结。P<0.05和P<0.01,通过Fisher精确检验比较两组。每组有6只小鼠。VF表示心室颤动;WT表示野生型。

讨论

我们假设心肌梗死后的心律失常至少部分由线粒体和溶酶体等钙循环细胞器的小舒张期钙释放引发。由于细胞器数量增加、细胞器与肌浆网的接近性增加、细胞器钙释放增加、舒张期肌浆网钙释放增加以及早期后除极和延迟后除极介导的触发活动增强,这些细胞器对心律失常风险的贡献在心肌病中被肌浆网放大。当前数据证明了溶酶体在产生触发活动中的新作用。

在这些实验中,我们表明小鼠TRPML1(溶酶体钙释放通道)蛋白表达增加,溶酶体主转录调节因子被激活,溶酶体数量增加,溶酶体与肌浆网的接近性增强,心肌梗死后TRPML1的溶酶体钙释放增加。TRPML1表达在人类心肌病心室中也增加,验证了我们发现对人类的临床相关性。TRPML1主要位于所有哺乳动物细胞类型中晚期内体和溶酶体的膜上。TRPML1与肌浆网中RyR2的接近性增加,暗示心肌梗死后溶酶体和肌浆网之间微区增加。虽然TRPML1增加而RyR2在心肌梗死后减少,但总体效应不应干扰邻近连接测定。

上述条件创造了一个微环境,其中溶酶体钙释放可促进更大的舒张期肌浆网钙释放。我们提供了证据,证明RyR2和TRPML1在心肌梗死后越来越接近接触,心肌梗死后溶酶体钙释放增加,心肌梗死小鼠心肌细胞中溶酶体钙释放导致舒张期肌浆网钙释放。这些数据与TRPML1在其他细胞类型中诱导内质网/肌浆网钙释放一致。

舒张期肌浆网钙释放已知会导致触发活动和心律失常风险增加,这里我们表明心肌梗死后的触发活动可通过靶向溶酶体钙释放来预防。与这些发现一致,抑制心肌梗死后的溶酶体钙释放可在整体动物实验中防止心室心律失常的诱发。结合我们先前的发现,这些实验表明除肌浆网外的钙循环细胞器有助于心肌病中的心律失常风险,这些细胞器的钙释放可能代表一种新型、更针对性的抗心律失常方法。

虽然我们已经证明TRPML1可以影响正常和异常自律性,但在没有心肌病的情况下,溶酶体钙释放不会在体内导致触发活动或心律失常,可能是因为溶酶体数量有限、溶酶体钙释放较小以及肌浆网-溶酶体距离较大。这与我们在对照小鼠中改变线粒体钙释放时所见类似。在这两种情况下,我们推测这种无法导致心律失常的原因是细胞器钙通量较少且与肌浆网接触较少,因此尚未创建足够大的微环境以促进舒张期肌浆网钙释放。另一方面,TRPML1对自律性和触发活动的贡献预计在心肌梗死后协同导致心律失常。

TRPML1转录依赖于TFEB,即自噬-溶酶体途径的主调节因子。增加线粒体活性氧水平激活溶酶体TRPML1通道,导致钙释放。这种释放负责TFEB去磷酸化和转位到细胞核,在那里它导致溶酶体生物发生和TRPML1转录增加。由于线粒体活性氧在缺血性心肌病中增加,这创建了一个正反馈回路,其中上调的TRPML1活性增加TRPML1转录,可能增加TRPML1对心肌梗死后心律失常的影响。

有几个未探索的问题仍然存在。首先,由于TPC2表达在心肌梗死后下调,我们没有测试TPC2在心律失常发生中的作用。然而,图5B中的实验表明,心肌梗死后任何TPC2释放可能都比TRPML1小。由于心肌梗死产生氧化应激,TPC2下调与在心室心肌细胞中观察到的氧化还原依赖性溶酶体TPC2下调一致。我们表明线粒体钙释放在线粒体心肌病中发挥作用,而溶酶体钙释放在缺血性心肌病中发挥作用。目前尚不清楚这些细胞器在所有肌病条件下是否具有相似作用。此外,心肌梗死诱导ATP耗竭、内质网应激、炎症、纤维化、线粒体功能障碍和溶酶体激活。所有这些因素都很重要,它们可能协同作用导致心律失常。尽管如此,它们对心律失常的相对贡献仍有待确定。最后,尽管我们发现TRPML1在人类心肌病中增加,但从小鼠实验推断到人类病理总是具有挑战性。尽管如此,TRPML1在缺血性和非缺血性人类心肌病心室中均增加。

总之,一种典型的钙循环细胞器——溶酶体,可对缺血性心肌病中的心律失常风险有所贡献。这种贡献的条件包括通过TRPML1增强细胞器钙释放,诱导更大的舒张期肌浆网钙释放,从而导致引发心律失常的触发活动。因此,靶向TRPML1活性和减少心肌梗死后的溶酶体钙外流可能代表预防心律失常风险的新治疗靶点。

【全文结束】

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