KIR2X内向き整流カリウムチャネルは、アドレナリン作動性α1A受容体によって差別的に調節されます

アドレナリン作動性α（1）受容体によるI（K1）電流の阻害は、心筋細胞で観察されており、動物モデルの不整脈形成に関連しています。この規制では、PKC依存性とPKC非依存性経路の両方が暗示されています。ただし、基礎となる分子メカニズムは、これまでに解明されていません。ネイティブI（K1）電流の分子基盤は、主にKir2.1（KCNJ2）、KIR2.2（KCNJ12）、およびKIR2.3（KCNJ4）チャネルによって形成されます。したがって、この規制におけるこれらの異なるKir2.xチャネルサブユニットの役割を調査し、関連する主要なシグナル伝達経路を特定しようとしました。アドレナリン作動性アルファ（1a）受容体（主要な心臓アイソフォーム）は、アキセノパス卵母細胞のクローンKIR2.1、KIR2.2およびKIR2.3チャネルと同時発現し、2ミクロ電極電圧閉鎖を使用して電気生理学的実験を実施しました。ネイティブI（K1）電流は、分離されたラット心室心筋細胞の全細胞パッチクランプ技術で測定されました。フェニレフリンによる共発現アドレナリン作動性アルファ（1a）受容体の活性化は、Kir2.xチャネルにおける誘導性差異効果を誘発しました。Kir2.1チャネルでは効果は認められませんでした。ただし、KIR2.2チャネルでは顕著な阻害効果が観察されました。この調節は、PKC、CAMKII、およびPKAの阻害剤（Chelerythrine、KN-93、KT-5720）によって減衰され、PKCおよびPKAの機能性リン酸化部位を欠くCIR2.2チャネルを変異させたのは、KIR2.2野生型と同じ効果と同じ効果を示しました。チャネル。対照的に、この調節は、一般的なチロシンキナーゼ阻害剤ゲニステインと、SRCキナーゼの本質的な役割を示すSRCチロシンキナーゼ阻害剤PP2によって抑制される可能性があります。この発見は、PP2の共適用がアドレナリン作動性α（1）受容体によるI（K1）電流の阻害調節を強く減衰させるラット室心筋細胞で検証されました。非アクティブアナログPP3は、PP2の陰性対照としてテストされ、PP2の効果を再現しませんでした。Kir2.3チャネルでは、アルファ（1a）受容体の活性化の顕著な抑制効果が観察されました。この調節は、ケレリリンによるPKCの阻害またはRO-32-0432で減衰する可能性がありますが、ゲニステインによるチロシンキナーゼ阻害によっては減衰する可能性があります。要約すると、分子レベルでは、アドレナリン作動性アルファ（1a）受容体によるI（K1）電流の阻害調節は、おそらくKir2.2およびKir2.3チャネルへの影響に基づいています。Kir2.2は、プロテインキナーゼCに依存しないSRCチロシンキナーゼ経路を介して調節されますが、Kir2.3はプロテインキナーゼC依存性経路によって阻害されます。SRCチロシンキナーゼ経路は、アドレナリン作動性アルファ（1）受容体によるネイティブI（K1）電流の阻害に不可欠です。この調節は、アドレナリン作動性刺激の下での不整脈形成に寄与する可能性があります。

Inhibition of I(K1) currents by adrenergic alpha(1) receptors has been observed in cardiomyocytes and has been linked to arrhythmogenesis in an animal model. Both PKC-dependent and PKC-independent pathways have been implied in this regulation. The underlying molecular mechanisms, however, have not been elucidated to date. The molecular basis of native I(K1) current is mainly formed by Kir2.1 (KCNJ2), Kir2.2 (KCNJ12) and Kir2.3 (KCNJ4) channels that are differentially regulated by protein kinases. We therefore sought to investigate the role of those different Kir2.x channel subunits in this regulation and to identify the major signalling pathways involved. Adrenergic alpha(1A) receptors (the predominant cardiac isoform) were co-expressed with cloned Kir2.1, Kir2.2 and Kir2.3 channels in Xenopus oocytes and electrophysiological experiments were performed using two-microelectrode voltage clamp. Native I(K1) currents were measured with the whole-cell patch clamp technique in isolated rat ventricular cardiomyocytes. Activation of co-expressed adrenergic alpha(1A) receptors by phenylephrine induced differential effects in Kir2.x channels. No effect was noticed in Kir2.1 channels. However, a marked inhibitory effect was observed in Kir2.2 channels. This regulation was not attenuated by inhibitors of PKC, CamKII and PKA (chelerythrine, KN-93, KT-5720), and mutated Kir2.2 channels lacking functional phosphorylation sites for PKC and PKA exhibited the same effect as Kir2.2 wild-type channels. By contrast, the regulation could be suppressed by the general tyrosine kinase inhibitor genistein and by the src tyrosine kinase inhibitor PP2 indicating an essential role of src kinases. This finding was validated in rat ventricular cardiomyocytes where co-application of PP2 strongly attenuated the inhibitory regulation of I(K1) current by adrenergic alpha(1) receptors. The inactive analogue PP3 was tested as negative control for PP2 and did not reproduce the effects of PP2. In Kir2.3 channels, a marked inhibitory effect of alpha(1A) receptor activation was observed. This regulation could be attenuated by inhibition of PKC with chelerythrine or with Ro-32-0432, but not by tyrosine kinase inhibition with genistein. In summary, on the molecular level the inhibitory regulation of I(K1) currents by adrenergic alpha(1A) receptors is probably based on effects on Kir2.2 and Kir2.3 channels. Kir2.2 is regulated via src tyrosine kinase pathways independent of protein kinase C, whereas Kir2.3 is inhibited by protein kinase C-dependent pathways. Src tyrosine kinase pathways are essential for the inhibition of native I(K1) current by adrenergic alpha(1) receptors. This regulation may contribute to arrhythmogenesis under adrenergic stimulation.