犬心室筋細胞における一過性外向きのカリウム電流の基礎となるメカニズム

in vivoの持続的な頻脈後の一時的な外側のK+電流（I to）ダウンレギュレーションは、通常、頻脈筋腫に起因します。この研究では、心臓I（to）および基礎となるメカニズムの潜在的な直接レート調節を評価しました。培養された成体犬の左心室心筋細胞（37度C）を24時間、1または3 Hzで連続的にペースでペースを合わせました。私は、全細胞パッチクランプで録音されました。3Hzのペーシングにより、Iが44％に減少しました（P <0.01）。KV4.3 mRNAおよびタンパク質の発現は、1-Hz細胞と比較して3-HZペースの細胞で（それぞれ約30％と約40％）有意に減少しましたが、KCHIP2の発現は変化しませんでした。NimodipineまたはW-13またはW-13によるカルモジュリン阻害によるCa2+の予防は、3-Hzのペーシング誘発Iをダウンレギュレーションに排除しましたが、ダウンレギュレーションはValsartanの存在下で保存されました。Ca2+/Calmodulin依存性プロテインキナーゼ（CAMK）II（CAMK）IIをKN93、またはシクロスポリンAによるカルシヌーリンの阻害も、Iをダウンレギュレーションすることを妨げました。スレオニン17でのCAMKII媒介ホスホランバンリン酸化は、3-Hzペースの細胞で増加し、CAMKII活性の強化と互換性があり、Ca2+I過渡衰弱時定数（インド1-アセトキシメチルエステルエステルマイクロフルオレーション）の加速によって機能的に重要であることが示唆されました。Na+/Ca2+交換と筋細胞質網状網Ca2+-ATPaseタンパク質の発現と同様に、総リン膜発現は変化しませんでした。活性化T細胞（NFAT）C3のカルシヌーリン調節核因子の核局在は、1 Hz（免疫組織化学、免疫ブロット）と比較して3-Hzペースの細胞で増加しました。NFATのINCA-6阻害により、Iは3 Hzのペース細胞の減少を妨げました。カルシニューリンの活性は、6時間の3Hzペーシングの後に増加しました。CAMKII阻害により、カルシヌーリンの活性化と3-HzペーシングによるNFATC3核移行が予防されました。頻脈は、CA2+/カルモジュリン依存性CamKIIおよびカルシニューリン/NFATシステムが重要なCA2+センシングと信号を輸送するレート依存Iにおける信号トランスデュースの役割を制御することで、Iの発現をダウンレギュレートすると結論付けています。

Transient outward K+ current (I to) downregulation following sustained tachycardia in vivo is usually attributed to tachycardiomyopathy. This study assessed potential direct rate regulation of cardiac I(to) and underlying mechanisms. Cultured adult canine left ventricular cardiomyocytes (37 degrees C) were paced continuously at 1 or 3 Hz for 24 hours. I to was recorded with whole-cell patch clamp. The 3-Hz pacing reduced I to by 44% (P<0.01). Kv4.3 mRNA and protein expression were significantly reduced (by approximately 30% and approximately 40%, respectively) in 3-Hz paced cells relative to 1-Hz cells, but KChIP2 expression was unchanged. Prevention of Ca2+ loading with nimodipine or calmodulin inhibition with W-7, A-7, or W-13 eliminated 3-Hz pacing-induced I to downregulation, whereas downregulation was preserved in the presence of valsartan. Inhibition of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase (CaMK)II with KN93, or calcineurin with cyclosporin A, also prevented I to downregulation. CaMKII-mediated phospholamban phosphorylation at threonine 17 was increased in 3-Hz paced cells, compatible with enhanced CaMKII activity, with functional significance suggested by acceleration of the Ca2+i transient decay time constant (Indo 1-acetoxymethyl ester microfluorescence). Total phospholamban expression was unchanged, as was expression of Na+/Ca2+ exchange and sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase proteins. Nuclear localization of the calcineurin-regulated nuclear factor of activated T cells (NFAT)c3 was increased in 3-Hz paced cells compared to 1-Hz (immunohistochemistry, immunoblot). INCA-6 inhibition of NFAT prevented I to reduction in 3-Hz paced cells. Calcineurin activity increased after 6 hours of 3-Hz pacing. CaMKII inhibition prevented calcineurin activation and NFATc3 nuclear translocation with 3-Hz pacing. We conclude that tachycardia downregulates I to expression, with the Ca2+/calmodulin-dependent CaMKII and calcineurin/NFAT systems playing key Ca2+-sensing and signal-transducing roles in rate-dependent I to control.