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实 用 医 学 杂 志 ２００９ 年 第 ２５ 卷 第 ２ 期
４ MI 后 Cx４３ 重 构 与 心 律 失 常 MI 患 者 易 发 生 室 性 心 律 失 常 或 猝
死， 目前认为其发生除与心肌细胞兴奋 性异常有关外， 心肌细胞间电耦联障碍 也是心律失常的主要机制， 其所起的作 用远大于细胞兴奋性异常。 心肌细胞间 电耦联障碍主要表现为细胞间电活动的 同步性、协调性改变，电传导速度的减慢 及各向异性的改变等。 而这些异常的改 变 主 要 是 由 于 Cx４３ 重 构 所 致 。 因 此 ，从 MI 后 Cx４３ 重 构 的 角 度 来 认 识 心 律 失 常 的发生机制是近年来研究的热点。
多 数 研 究 表 明 MI 后 Cx４３ 在 分 布 、 数量等方面会发生明显异常的改变，我 们 称 之 为 Cx４３ 重 构 。 Peter 等 ［２］对 犬 MI 模型研究发现心外膜梗死边缘区 （epicardial border zone，EBZ） 存 活 心 肌 细
作 者 单 位 ：４０００１６ 重 庆 医 科 大 学 附 属 第一医院心内科
胞 的 Cx４３ 发 生 了 重 新 分 布 ，呈 紊 乱 散 在 分布于细胞的侧对侧连接处， 数量也明 显 减 少 ；在 距 离 梗 死 区 稍 远 心 肌 ，Cx４３ 的 分布虽未发生明显异常， 但平均每个细 胞 Cx４３ 的 量 较 对 照 组 减 少 ３０％ （P ＜ ０．０５）。 Lindsey 等 ［３］研 究 发 现 野 生 型 小 鼠 MI 后 在 梗 死 区 稍 远 心 肌 Cx４３ 荧 光 标 记 面积减少， 其蛋白表达水平是对照组的 （４７ ± １０）％（P ＜ ０．０５）， 但 其 mRNA 表 达 水 平 末 见 差 别 。 Amino 等 ［４］研 究 发 现 兔 MI 后 Cx４３ 的 分 布 及 荧 光 标 记 面 积 、蛋 白 表达水平均有上述类似的改变外，其 mRNA 表 达 水 平 较 正 常 组 减 少 ３３％ （P ＜ ０．０５）。 这 些 研 究 均 表 明 MI 后 Cx４３ 发 生 了 重 构 现 象 ， 至 于 Cx４３ 重 构 的 机 制 ，因 发 现 其 mRNA 表 达 水 平 的 不 同 ， 目 前 尚 存 在 争 议 。 Yao 等 ［５］研 究 发 现 在 犬 MI 后 EBZ 存 活 心 肌 细 胞 Cx４３ 沿 着 侧 边 紊 乱 分 布 ；单 个 细 胞 Cx４３ 荧 光 免 疫 标 记 面 积 减 少 ［（２４５４ ± ３８２） m２ vs （３８１１ ± ４３６） m２； P ＜ ０．０４］， 而 单 个 细 胞 体 积 ［NZ （０．１０４ ± ０．０１） m２ ／ m３ versus EBZ （０．０７ ± ０．０１）m２ ／ m３； P ＜ ０．０７） ／ 单 个 细 胞 表 面 积 Cx４３ 免 疫 标 记 面 积 无 显 著 差 别 ［NZ （０．７５ ± ０．０９） m２ ／ m２ versus EBZ （０．４８ ± ０． ０８）m２ ／ m２；P ＜ ０．０６］； 该 研 究 也 证 实 了 MI 后 Cx４３ 分 布 模 式 发 生 了 明 显 异 常 的 特征性改变， 但其数量的变化还可能与 细胞本身的大小有关。 ３ Cx４３ 重 构 的 影 响 因 素 ３．１ 肾 素 － 血 管 紧 张 素 系 统 （ rennin angiotensin system，RAS） 在 MI 后 RAS 激 活 ， 血 管 紧 张 素 Ⅱ （angiotensin Ⅱ ，Ang Ⅱ ） 生 成 增 多 ， 使 细 胞 内 Ca２＋ 内 流 增 加 ， 甚 至 Ca２＋ 超 载 ，不 仅 导 致 溶 酶 体 释 放 ，而 且 激 活 钙 调 神 经 磷 酸 酶 使 Cx４３ 去 磷 酸 化 ， 这 些 均 促 进 Cx４３ 降 解 增 加 ， 含 量 降 低［６］。 另 一 方 面 ，AngⅡ升 高 也 可 激 活 丝 ／ 苏 氨 酸 蛋 白 激 酶 系 统 ， 使 Cx４３ 磷 酸 化 ， 从 而 促 进 Cx４３ 合 成 增 加 ，含 量 升 高 ［７］。 因 此 MI 后 Cx４３ 的 改 变 正 是 其 合 成 和 降 解 失 衡 的 结 果 。 最 近 Fischer 等 ［８］利 用 转 人 类 肾 素－血 管 紧 张 素 基 因 大 鼠 （dTGR 大 鼠 ）研 究 发 现 Cx４３ 表 达 较 野 生 型 大 鼠 明 显 减 少 ，该 研 究 直 接 证 明 了 AngⅡ增 多 导 致 Cx４３ 的 表 达 下 降 ， 但 AngⅡ是 如 何 影 响 Cx４３ 的 再 分 布 ，目 前 报 道 甚 少 。 ３．２ 基 质 金 属 蛋 白 酶 （matrix
实 用 医 学 杂 志 ２００９ 年 第 ２５ 卷 第 ２ 室性心律失常
阳元彬 综述 马康华 审校
心 肌 梗 死 （myocardial infarction，MI） 患者易发生室性心律失常或猝死， 目前 普遍认为其发生机制除与心肌细胞兴奋 性异常有关外， 电耦联障碍也是主要原 因 。 心 脏 间 隙 连 接 （gap junction，GJ） 通 道 是心肌细胞之间实现电偶联及化学信息 交 换 的 重 要 结 构 基 础 ， 而 连 接 蛋 白 ４３ （connexin４３，Cx４３） 是 构 成 心 肌 GJ 通 道 的 主 要 连 接 蛋 白 （connexin，Cx），在 数 量 、 分 布 等 方 面 发 生 改 变 （Cx４３ 重 构 ）时 必 然 会 引 起 心 肌 细 胞 间 电 耦 联 障 碍 。 因 此 ，MI 后 Cx４３ 重 构 是 室 性 心 律 失 常 发 生 的 分 子 解 剖 学 基 础 。 如 能 在 MI 早 期 采 取 积 极 的 手 段 来 干 预 Cx４３ 重 构 ，可 能 对 防 治 心 律失常甚至猝死的发生起到更为积极的 作 用 。 本 文 就 MI 后 Cx４３ 重 构 与 室 性 心 律失常的关系的最新进展作一综述。 １ Cx４３ 概述
心 脏 的 GJ 又 称 为 通 讯 连 接 ， 由 Cx 构 成 。人 类 Cx 主 要 有 ３ 种 ，即 Cx４３、Cx４０ 和 Cx４５ 。 Cx４３ 是 心 室 肌 细 胞 的 主 要 Cx ［１］， 由 ３８２ 个 氨 基 酸 组 成 ， 分 子 量 约 为 ４３kd。 该 蛋 白 为 一 单 肽 链 分 子 ，其 结 构 特 征是肽链的 ４ 次进出细胞膜形成 １ 个胞 内环，２ 个胞外环， ４ 个跨膜片段。 电镜 下 ，Cx４３ 主 要 在 闰 盘 呈 簇 状 分 布 于 细 胞 的端对端连接处， 每 ６ 个相邻细胞间的 Cx４３ 构 成 跨 膜 连 接 小 体 （connexon）， 数 十 个 小 体 排 列 在 细 胞 膜 构 成 GJ。 该 区 富 含特殊的连接通道， 故将这些通道称为 GJ 通 道 。 它 是 心 肌 细 胞 之 间 保 持 正 常 通 讯及化学信息交换的重要结构基础，具 有亲水性、低选择性和低电阻等特点，主 要作用是形成细胞间快速的电冲动，保 证心脏整体电活动同步性和协调性。 因 此 ， Cx４３ 是 心 室 的 主 要 电 耦 联 蛋 白 ，在 维持细胞间正常的电活动中有重要作 用。 ２ MI 后 Cx４３ 重 构 现 象
Lerner 等 ［１５］ 利 用 杂 合 子 （Cx４３ ＋ ／ － ） 小 鼠 研 究 发 现 Cx４３ 的 表 达 仅 为 野 生 型 （Cx４３＋ ／ ＋）小 鼠 的 一 半 ，而 在 急 性 缺 血 后 其室性心动过速发生率通过检测发现是 野生型小鼠的 ３ 倍， 室性早搏的发生也 大 大 增 加 。 该 研 究 表 明 Cx４３ 表 达 的 下 降 可增加心肌急性缺血后室性心律失常的 发 生 率 。 Gutstein 等 研 ［１６］ 究 发 现 敲 除 大 鼠 心 脏 Cx４３ 基 因 后 其 心 室 传 导 减 慢 并 可 引 起 猝 死 。 这 些 研 究 均 提 示 Cx４３ 表 达 减 少导致心肌细胞间电耦联障碍而出现各 种 类 型 的 心 律 失 常 。 Danik 等 近 ［１７］ 一 步 利 用基因工程小鼠研究发现： 条件性敲除 小 鼠 Cx４３ 基 因 后 其 Cx４３ 表 达 下 降 到 能 使 其 传 导 速 度 减 慢 为 对 照 组 的 ５０％ 时 ， 才能增加其诱导产生室性心律失常的易 感 性 ， 反 之 （ 未 到 对 照 组 的 ５０％ ） 则 不 能 诱导产生室性心律失常。 该研究提示了 Cx４３ 表 达 下 降 的 程 度 对 诱 导 室 性 心 律 失 常的发生具有重要的影响。
metalloproteinase，MMPs） 的作用 MMPs 是锌依赖性的蛋白水解酶类的一族，主 要 存 在 于 心 肌 细 胞 中 ，MI 后 MMPs 的 表 达 和 活 性 可 明 显 增 高 。 Lindsey 等 ［３］研 究 发 现 野 生 型 小 鼠 MI 后 基 质 金 属 蛋 白 酶 类 中 的 MMP-７ 表 达 明 显 增 高 ，Cx４３ 的 表 达 下 降 ； 而 敲 除 MMP-７ 基 因 （MMP-７－ ／ －） 小 鼠 在 心 梗 后 Cx４３ 分 布 及 表 达 较 野 生 型 （MMP-７＋ ／ ＋） 小 鼠 无 明 显 变 化 ；经 体 外 证 实 MMP-７ 可 裂 解 Cx４３，二 者 呈 剂 量 依 耐 关 系 ， 并 在 小 鼠 体 内 注 入 MMMP-７ 后 发 现 Cx４３ 较 对 照 组 下 降 （５６ ± ２２）％ （P ＜ ０．０５）。 该 研 究 证 实 了 MMI 后 Cx４３ 表 达 下 降 与 MMP-７ 增 多 有 关 ， 这 是 首 次 报 道 MMP-７ 在 MI 后 Cx４３ 改 变 中 的 作 用 。 至 于 Cx４３ 的 再 分 布 是 否 与 MMPs 有 关，目前还无相关报道。 ３．３ 自主神经的调节作用 已有研究表 明 在 MI 后 自 主 神 经 活 性 的 改 变 对 Cx４３ 重 构 有 重 要 作 用 。 Ando 等 ［９］研 究 发 现 刺 激 MI 后 大 鼠 迷 走 神 经 可 阻 止 Cx４３ 的 去 磷 酸 化 ， 导 致 Cx４３ 降 解 减 少 ， 且 该 作 用 可被阿托品阻断； 对体外培养的心肌细 胞 进 行 乙 酰 胆 碱 干 预 后 能 够 增 加 Cx４３ 的 磷 酸 化 水 平 ， 导 致 Cx４３ 合 成 增 加 。 Zhang 等 ［１０］近 一 步 阐 明 了 乙 酰 胆 碱 的 作 用机制。 这些研究表明迷走神经活性增 强 可 促 进 Cx４３ 的 表 达 增 多 。 最 近 Salameh 等 ［１１］ 用 去 甲 肾 上 腺 素 干 预 培 养 的 心 肌 细 胞 后 发 现 Cx４３ 表 达 量 也 明 显 增加， 表明交感神经活性增强时也可促 进 Cx４３ 的 表 达 增 多 。 这 些 研 究 似 乎 有 矛 盾 ， 但 提 示 自 主 神 经 活 性 的 改 变 对 Cx４３ 的调节具有双重作用， 其具体机制有待 近一步研究。 ３．４ 炎 性 因 子 的 作 用 MI 后 在 坏 死 心 肌周围必然出现局部中性粒细胞的浸润 和 激 活 、 炎 性 因 子 （ 如 TNF-α 等 ） 的 释 放 等 炎 症 反 应 。 Fernandez-Cobo 等 研 ［１２］ 究 发 现 心 脏 Cx４３ 的 表 达 受 炎 症 细 胞 因 子 调 控 ，TNF-α 通 过 下 调 Cx４３ 基 因 启 动 子 的 活 性 而 引 起 Cx４３ 的 表 达 减 少 。 Hao 等［１３］ 研 究 发 现 TNF-α 通 过 调 节 Cx４３ 的 磷 酸 化 过 程 而 影 响 Cx４３ 的 表 达 ，目 前 其 具 体 调 节 机 制 尚 不 清 楚 ，但 均 提 示 Cx４３ 的 表 达 可 受 TNF-α 的 调 节 。 ３．５ 其 他 影 响 因 素 近 期 有 报 道 在 MI 后 Cx４３ 的 改 变 可 能 与 细 胞 凋 亡 等 有 关 。 ［１４］