间隙连接蛋白43与心脏预处理

1、麻醉学相关新技术、新业务进展间隙连接蛋白43与心脏预处理安徽医科大学第二附属医院麻醉科, 安徽 合肥 230601陆 姚，张 野目的：间隙连接蛋白43形成的间隙连接通道在相邻细胞间信息交换中起着关键的作用。而Cx43表达受年龄和心血管疾病等因素的影响。最近的研究发现Cx43参与介导预处理心肌保护效应，但具体机制仍然不清楚。此文主要对Cx43与心脏预处理间的联系作一综述。方法：Cx43构成的间隙连接通道的通透性与Ca2+的浓度、PH值、PKC和PKG等激酶磷酸化水平有关，而PKC和PKG均参与介导预处理保护效应。Cx43在一般情况下部分磷酸化可以降低其传导性，缺血可以使其去磷酸化水平增加从而降低

2、其传导性。这可能在从一个细胞到另一个细胞损伤的传播过程中起着关键的角色，因为已经有研究证明庚醇可以解除间隙连接，从而可以降低心肌缺血再灌注损伤。但是之前的研究发现Cx43缺失的小鼠并不能诱发出预处理心肌保护的作用，于是认为Cx43在缺血预处理心肌保护作用中起着关键的角色。而后对猪和大鼠的研究发现缺血预处理通过PKC依赖的途径，可以抑制缺血引起的Cx43去磷酸化和电解偶联的发生，进而发挥心肌保护效应，并且缺血预处理可以增加缺血期Cx43与一些激酶的结合。尽管这些研究都一致认为Cx43参与预处理保护的效应，但是其具体的机制仍然不清楚。确实可能会这样认为，如果Cx43磷酸化可以诱发间隙连接通道的关闭

3、，经过缺血再灌注后，Cx43缺失的小鼠其间隙连接传导作用应该很低，那么应该表现出保护效应。由此我们可以看出，Cx43的作用可能涉及另一个机制，与线粒体有关。Boengler等报道从大鼠、小鼠、猪和人心脏分离提纯到部分Cx43表现为磷酸化的状态，而预处理后其所占的比例明显上升。为了更加明确证明Cx43在线粒体上的定位，他们应用不同方法如Western blot检测、免疫荧光共区域化和免疫学电子显微镜技术。Heinzel等应用特异性的线粒体KATP通道开放剂二氮嗪预处理，发现Cx43缺失的小鼠并没有产生心肌保护的作用。尽管二氮嗪的作用机制还不清楚，但是已经明确其产生心肌保护效应与氧自由基的生成有关

4、，对于缺乏Cx43的心脏其氧自由基的生成是抑制的，同样也不会发挥二氮嗪的心肌保护效应。于是他们认为缺血预处理增加Cx43可能在介导预处理引起氧自由基的生成中起着重要的角色。尽管早期的研究结果显示Cx43分布于线粒体嵴上，但是这些也很可能只是一种假象。总之仍然不能排除Cx43分布于线粒体外膜表面上，而不是转运进入基质或内膜。研究证明洋地黄皂甙切除线粒体外膜，相对于线粒体内膜蛋白腺嘌呤核苷酸易位酶而言，并没有降低线粒体Cx43的含量，但是降低了外膜蛋白电压依赖的阴离子通道的量。而后又分段分离各种基质、内膜和外膜部分发现Cx43仍然与腺嘌呤核苷酸易位酶的分布比较接近，与基质、外膜和膜间隙的标记分布关

5、系不大。而后他们就认为尽管线粒体外膜表面分布有Cx43，但是它们是可以易位进入内膜的。蛋白从外膜的转运需要的TOM复合物的参与，与其它转运蛋白一起作用。在许多情况下通过氨基末端靶向序列来识别TOM复合物，虽然这些蛋白缺乏这个序列，但是也可以识别内部的靶向序列，前提条件是先细胞质分子伴侣Hsp70和Hsp90相互作用，这样就可以被TOM20所识别。由于Cx43缺乏氨基末端靶向序列，所以其只能通过后一种途径识别，所他们就应用共免疫沉淀来验证Cx43与TOM20或Hsp90间的相互作用。结果他们发现在Cx43免疫沉淀物中均含有TOM20和Hsp90，并且通过对Cx43共免疫沉淀应用TOM20和Hsp90抗体证明了它们之间存在着相互作用。假设预处理可以促进Cx43转运进入线粒体内膜，那么其在心肌保护作用中的角色就应当非常重要。研究证明给予Hsp90依赖TOM途径转运的抑制剂格尔德霉素作用于心脏15分钟后可以显著降低线粒体Cx43的含量，并且消除了缺血预处理引起线粒体Cx43含量增加的效应。结论：目前Cx43究竟是如何发挥效应的仍然不是很清楚，需要我们去进一步的研究