T型鈣通道在心血管疾病中的研究進(jìn)展*

張弛，趙爽，陳露嵐，胡亦清，申程

（1濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)寧 272067；2上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院體檢科，上海 200031；3復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科，上海市心血管病研究所，上海 200032；4濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心內(nèi)科，濟(jì)寧市心血管疾病診療重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)寧 272067）

電壓門控鈣通道（voltage-gated calcium channels，VGCC）能夠參與調(diào)節(jié)多種可興奮性細(xì)胞和非興奮性細(xì)胞的生理活動(dòng)，其中T型鈣通道在神經(jīng)元中產(chǎn)生低閾值鈣尖峰并影響動(dòng)作電位放電模式，在神經(jīng)遞質(zhì)釋放、樹突共振現(xiàn)象及基因表達(dá)調(diào)控中起著關(guān)鍵作用［1］。在血管平滑肌細(xì)胞中調(diào)節(jié)肌源性張力，在內(nèi)分泌細(xì)胞中調(diào)節(jié)激素的分泌，以及在精子中調(diào)節(jié)頂體反應(yīng)。重要的是，T型鈣通道在心臟細(xì)胞中能夠影響心臟的起搏和脈沖的傳導(dǎo)［2-3］。近年來，對(duì)T型鈣通道活性的分子機(jī)制和作用靶點(diǎn)的研究不斷取得新的進(jìn)展，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明T型鈣通道是治療包括心肌肥大等多種心血管疾病的重要藥物靶點(diǎn)，其活性受多種激素的影響。因此，關(guān)注T型鈣通道在心血管疾病中的作用機(jī)制對(duì)于心血管疾病的治療和相關(guān)藥物的研發(fā)具有重要意義。

1 VGCC

VGCC激活并介導(dǎo)細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。作為第二信使，Ca2+與許多細(xì)胞反應(yīng)有關(guān)，包括神經(jīng)遞質(zhì)釋放、肌肉收縮和基因表達(dá)。因此VGCC是電興奮的關(guān)鍵信號(hào)傳感器，能將細(xì)胞膜上的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)具有重要生理意義的Ca2+瞬態(tài)［4］。

1.1 功能心肌細(xì)胞膜上存在2種不同的VGCC（L型和T型）。VGCC具有3種依賴電壓的不同功能狀態(tài)：關(guān)閉或休眠通道、激活或打開通道和失活通道。去極化時(shí)，激活通道在幾毫秒內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，然后迅速失活。然而，不同于Na+和K+主要通過膜電位改變的細(xì)胞膜流動(dòng)交換方式，Ca2+通過VGCC進(jìn)入細(xì)胞并與許多細(xì)胞反應(yīng)相耦合。在心肌和平滑肌細(xì)胞中，VGCC通過增加細(xì)胞質(zhì)中Ca2+濃度直接引發(fā)收縮而激活，或者通過肌漿網(wǎng)中對(duì)雷諾丁受體（ryanodine receptor，RyR）敏感的Ca2+釋放通道間接激活鈣依賴鈣釋放機(jī)制［5-6］。

1.2 亞型編碼VGCC的α1亞基目前已分出10種。按照α1亞基的基因型，可分為Cav1、Cav2和Cav3這3個(gè)家族，其中Cav1包含Cav1.1～1.4四個(gè)亞型，Cav2包 含Cav2.1～2.3三 個(gè) 亞 型，Cav3包 含Cav3.1～3.3三個(gè)亞型［7］。Cav1亞家族啟動(dòng)神經(jīng)元的收縮、分泌、調(diào)控基因表達(dá)，突觸的轉(zhuǎn)運(yùn)整合和特殊感覺細(xì)胞帶狀突觸的傳遞。同時(shí)，Cav1在啟動(dòng)心臟和平滑肌收縮中發(fā)揮重要作用，Cav1中含有一個(gè)形成孔的α1D亞基，是正常心臟起搏所必需的［8］。Cav2亞家族主要負(fù)責(zé)在快突觸中啟動(dòng)突觸傳遞；Cav3亞家族則對(duì)于節(jié)律放電細(xì)胞（如心肌細(xì)胞和丘腦神經(jīng)元）動(dòng)作電位的重復(fù)放電非常重要［9］。

1.3 分類VGCC按照電壓激活特性分類，可分為高電壓激活型（high-voltage activation，HVA）和低電壓激活型（low-voltage activation，LVA），HVA通道在膜去極化程度大時(shí)響應(yīng)激活，而LVA通道在低電壓變化時(shí)即可激活，此時(shí)的膜電位與可興奮性細(xì)胞靜息膜電位相近［10］。按照Ca2+電流門控特性分類，又可分 為L型（Cav1.1～1.4）、P/Q型（Cav2.1）、N型（Cav2.2）、R型（Cav2.3）和T型（Cav3.1～3.3）［10］。

2 T型鈣通道

2.1 結(jié)構(gòu)和分子特性L型鈣通道是由α1核心亞基和附屬亞基（包括α2δ、細(xì)胞內(nèi)β和跨膜γ）組成的異源四聚體。α1亞基由4組同源重復(fù)組成，每組重復(fù)包含6個(gè)跨膜片段（S1、S2、S3、S4、S5和S6）以及S5與S6之間形成的連接環(huán)。S5、S6及連接環(huán)共同形成通道的孔道，是藥物調(diào)節(jié)鈣通道的結(jié)合位點(diǎn)。每組重復(fù)中S4作為電壓感受域，在膜去極化時(shí)響應(yīng)使通道打開［7］，輔助亞基調(diào)節(jié)α1亞基的通道動(dòng)力學(xué)、門控特性以及通道上膜運(yùn)輸。2019年，顏寧團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《Nature》上的文章首次揭示了人類T型Cav3.1通道高分辨冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，提出與L型亞基不同的是，T型鈣通道的α1亞基可以自主支持通道功能。此外，由于Cav3.1的α1亞基上2個(gè)門控相關(guān)殘基不同于L型Cav1.1通道，只需更少的能量來激活通道胞內(nèi)門控開放，促進(jìn)Cav3.1在低電壓下激活。通道的高分辨率結(jié)構(gòu)分析有助于對(duì)其獨(dú)特功能的機(jī)制研究，并通過引導(dǎo)通道激動(dòng)劑或拮抗劑的結(jié)構(gòu)研發(fā)藥物［11］。

Cav3亞家族傳導(dǎo)T型Ca2+電流。這種Ca2+電流在相對(duì)負(fù)的膜電位下被激活，與大多數(shù)細(xì)胞中的Na+電流范圍相同。而且與其他Ca2+電流相比，它們具有快速的電壓依賴性失活［12］。因?yàn)樗鼈冊(cè)谪?fù)膜電位下被激活，而在負(fù)膜電位下Ca2+進(jìn)入的驅(qū)動(dòng)力很大。因此，這種Ca2+電流非常適合按一定的頻率觸發(fā)動(dòng)作電位，它們同樣也很適合產(chǎn)生大量的Ca2+瞬態(tài)。通過cDNA克隆和測序鑒定得出Cav3是一個(gè)由3種α1亞基組成的家族。值得注意的是，這些鈣通道亞基具有與Cav1和Cav2通道相同的分子組織，但是只有25%的氨基酸序列相同，這表明鈣通道的亞家族在進(jìn)化時(shí)就會(huì)彼此分離［9］。

盡管Cav3通道與Cav1和Cav2通道具有相似的結(jié)構(gòu)，但目前沒有明確的證據(jù)表明它們與同一組的輔助亞基相互作用。事實(shí)上，普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為α1亞基獨(dú)立于其他亞基發(fā)揮作用，這在鈉通道和鈣通道家族中是獨(dú)一無二的［9］。

2.2 組織空間表達(dá)T型鈣通道開放時(shí)間較短，與低膜電位下Ca2+的跨膜運(yùn)動(dòng)有關(guān)，在竇房結(jié)（sinoatrial node，SAN）細(xì)胞早期除極（起搏電流）中起特殊作用。在胚胎期時(shí)，T型鈣通道在整個(gè)心臟廣泛表達(dá)，表明其在胎兒生命的特定階段的重要作用，但是出生后在心室肌細(xì)胞表達(dá)迅速下降。在成人心臟中，僅在心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)中的起搏細(xì)胞可以觀察到高密度的T型鈣通道［13］。成人心臟SAN、房室結(jié)（atrioventricular node，AVN）和浦肯野纖維中保留Cav3.1和Cav3.2表達(dá)，提示其參與心臟自動(dòng)性和傳導(dǎo)［14］，并在SAN細(xì)胞早期除極中起到起搏電流的作用。研究表明，Cav3.2缺陷小鼠竇房節(jié)律正常，而Cav3.1缺陷小鼠SAN恢復(fù)時(shí)間延長，SAN細(xì)胞起搏器活動(dòng)減慢，心率減慢，房室傳導(dǎo)延遲［15］。這些結(jié)果表明，Cav3.1是心臟心律產(chǎn)生的主要T型鈣通道參與者［16］。此外，在血管平滑肌中分布的T型鈣通道有維持血管平滑肌張力的作用［17］。

3 T型鈣通道與心血管疾病

3.1 T型鈣通道對(duì)心臟和血管功能的調(diào)節(jié)

3.1.1 T型鈣通道參與維持心臟自律性心臟自律性是指由于相對(duì)緩慢的舒張期去極化的存在，起搏細(xì)胞在SAN中產(chǎn)生自動(dòng)化，它驅(qū)動(dòng)膜電壓從復(fù)極化階段的結(jié)束直到到達(dá)下一個(gè)動(dòng)作電位的閾值。之后SAN脈沖傳導(dǎo)到心房和AVN，并通過浦肯野纖維網(wǎng)傳播到心室，推動(dòng)整個(gè)工作心肌的收縮［18］。心臟的起搏細(xì)胞主要位于SAN，將SAN起搏器細(xì)胞表面膜上離子通道的集合設(shè)想為一個(gè)表面的“膜時(shí)鐘”［19］。在舒張后期去極化過程中，肌漿網(wǎng)通過RyR產(chǎn)生釋放Ca2+，這些Ca2+被稱作是細(xì)胞內(nèi)的“Ca2+時(shí)鐘”。在自動(dòng)激發(fā)的SAN細(xì)胞中，膜時(shí)鐘和Ca2+時(shí)鐘不是單獨(dú)工作，而是通過膜電壓、肌膜下Ca2+、蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）和磷酸化的鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶II（calcium/calmodulin-dependent protein kinase II，CaMKII）等相互作用，兩個(gè)子系統(tǒng)時(shí)鐘相互約束，形成一個(gè)耦合的時(shí)鐘模型，驅(qū)動(dòng)正常心臟起搏器細(xì)胞的自動(dòng)性［20］。SAN起搏器細(xì)胞同時(shí)表達(dá)T型和L型鈣通道。T型鈣通道的異構(gòu)體Cav3.1和Cav3.2的mRNA在SAN中表達(dá)，成人SAN中主要的T型鈣通道亞型是Cav3.1。Cav3.1介導(dǎo)的鈣通道電流的激活閾值為-55 mV。然而，只有10%的穩(wěn)態(tài)Cav3.1介導(dǎo)的鈣通道電流在最大舒張電位時(shí)可用。Cav3.1介導(dǎo)的鈣通道電流穩(wěn)態(tài)激活和失活曲線的相對(duì)位置不能表明有顯著的窗口電流分量［16］。此外，T型鈣通道已經(jīng)在SAN、AVN和浦肯野纖維這3個(gè)心臟節(jié)律中心中被觀察到［21］，表明T型鈣通道可能與舒張期去極化的產(chǎn)生有關(guān)。

Chen等［15］通過靶向滅活Cav3.2和Cav3.1的轉(zhuǎn)基因小鼠闡明T型鈣通道異構(gòu)體在心臟起搏和脈沖傳導(dǎo)中的作用。與野生型小鼠相比，通過同源基因靶向技術(shù)構(gòu)建的Cav3.2缺陷小鼠，其心率和心電圖波形無顯著差異，表明T型鈣通道中的Cav3.2不能顯著促進(jìn)心臟自動(dòng)性的產(chǎn)生和傳導(dǎo)。與Cav3.2缺陷小鼠相反，小鼠的Cav3.1基因失活導(dǎo)致SAN傳導(dǎo)速率中度降低和房室間隔傳導(dǎo)延長。Cav3.1通道相關(guān)的通道病強(qiáng)調(diào)了鈣通道在心臟自動(dòng)性的產(chǎn)生和調(diào)節(jié)中的重要性［22］。這些研究說明在心臟自律性的產(chǎn)生和傳導(dǎo)中，T型鈣通道的Cav3.1起主要作用。

3.1.2 T型鈣通道缺陷導(dǎo)致先天性心臟傳導(dǎo)阻滯（congenital heart block，CHB）發(fā)生CHB是一種被動(dòng)獲得的自身免疫病，發(fā)生于患有風(fēng)濕性疾病的母親的妊娠期，并與母親抗Ro/SSA和抗La/SSB抗體有關(guān)。該病的特征是房室傳導(dǎo)阻滯，可在妊娠16～25周的胎兒中檢測到［23］。Cav3.1缺陷小鼠出現(xiàn)SAN傳導(dǎo)速率中度降低和房室間隔傳導(dǎo)延長，這是CHB的一種表型［24］。這提示Cav3.1在CHB的發(fā)展過程中可能與抗Ro抗體陽性IgG發(fā)生交叉反應(yīng)［25］。Strandberg等［26］觀察到人類孕18～22.6周胎兒心臟AVN中T型鈣通道Cav3.1的mRNA表達(dá)與心尖區(qū)存在差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CHB胎兒心肌細(xì)胞表面可表達(dá)Cav3.1，并影響妊娠的孕婦血清對(duì)α1G蛋白的反應(yīng)性。CHB孕婦血清對(duì)α1G的反應(yīng)顯著高于對(duì)照組，反應(yīng)性的表位被定位到一個(gè)p305的肽段（對(duì)應(yīng)于連接跨膜片段S5-S6的細(xì)胞外環(huán)aa305-319）。單細(xì)胞膜片鉗電生理學(xué)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了CHB母體血清會(huì)不可逆地降低小鼠SAN細(xì)胞T型Ca2+電流。因此CHB母體血清抗體容易靶向人類胎兒心肌細(xì)胞中T型鈣通道Cav3.1的外表位。

自身抗體在Cav3.1［26］和Cav1.3［27］通道α1亞基上存在結(jié)合位點(diǎn)。在這2個(gè)通道中，結(jié)合位點(diǎn)都位于連接α1亞基的S5和S6域胞外環(huán)路，靠近通道孔。Cav1.3和Cav3.1通道中結(jié)合位點(diǎn)的定位與觀察到急性灌注自身抗體能迅速抑制Cav1.3介導(dǎo)的L型鈣通道和Cav3.1介導(dǎo)的T型鈣通道的結(jié)果一致。人類胎兒心臟CHB的發(fā)生可能涉及2個(gè)階段：在第一階段，母體自身抗體結(jié)合α1亞基抑制Cav1.3和Cav3.1通道；在第二階段，VGCC在肌細(xì)胞中內(nèi)化，同時(shí)這也是不可逆的階段。此外，有研究也提出長期暴露于母體自身抗體和通道內(nèi)化可引發(fā)肌細(xì)胞死亡而導(dǎo)致CHB的產(chǎn)生，并在患者死后的心臟中檢測到SAN和AVN的纖維化和鈣化［27］。

L型Cav1.3和T型Cav3.1鈣通道在心臟自動(dòng)性的產(chǎn)生中起重要作用。自21世紀(jì)以來，轉(zhuǎn)基因小鼠已經(jīng)幫助確定了離子通道亞型在起搏器活性中的作用［16］。重要的是，這些小鼠系再現(xiàn)了由于Cav1.3通道突變和Cav3.1通道自身免疫功能喪失而導(dǎo)致的某些形式的遺傳性SAN病變。

3.1.3 不同亞型T型鈣通道對(duì)心肌肥大的作用不同心臟能夠通過增加肌肉的質(zhì)量從而應(yīng)對(duì)壓力的變化，但長期處于壓力超負(fù)荷下心臟會(huì)出現(xiàn)一種常見的適應(yīng)性反應(yīng)，稱為心肌肥大，其持續(xù)進(jìn)展會(huì)導(dǎo)致心力衰竭［28-29］。心肌肥大的特征包括細(xì)胞大小改變、肌動(dòng)蛋白重組、蛋白質(zhì)合成增加和胎兒基因重新表達(dá)。在肥大心臟中重新表達(dá)的胎兒基因包括心房鈉尿肽、腦鈉肽、收縮蛋白的胎兒亞型（α-骨骼肌肌動(dòng)蛋白和β-肌球蛋白重鏈），以及胎兒心臟中表達(dá)的離子通道，如超極化激活的環(huán)核苷酸門控通道和T型鈣通道［30］。長期心肌肥大可能會(huì)導(dǎo)致心力衰竭和死亡，病理性心肌肥大通常與心臟的結(jié)構(gòu)和功能重塑有關(guān)，其中參與心臟調(diào)節(jié)的鈣通道發(fā)揮重要的作用［31］。

目前不同亞型的T型鈣通道在心肌肥大中的作用不同。Chiang等［32］提出，Cav3.2通過激活鈣調(diào)磷酸酶（calcineurin）/活化T細(xì)胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）途徑參與心肌肥大的發(fā)病機(jī)制。在缺乏Cav3.2的小鼠中，壓力超負(fù)荷誘導(dǎo)的肥大受到嚴(yán)重抑制，但在缺乏Cav3.1基因的小鼠中卻沒有明顯表現(xiàn)。這一結(jié)果說明Cav3.2通過激活calcineurin-NFAT信號(hào)級(jí)聯(lián)調(diào)節(jié)病理性心肌肥大，并對(duì)心肌肥大的產(chǎn)生起重要作用。而Nakayama等［33］卻指出Cav3.1能夠?qū)剐募》蚀蟮陌l(fā)生和發(fā)展。通過對(duì)具有可誘導(dǎo)表達(dá)Cav3.1的心臟特異性轉(zhuǎn)基因小鼠與Cav3.1缺陷小鼠進(jìn)行壓力超負(fù)荷、異丙腎上腺素輸注和運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)等，結(jié)果顯示Cav3.1轉(zhuǎn)基因小鼠對(duì)心肌肥大具有抵抗力，沒有產(chǎn)生心臟的病理表現(xiàn)，而在Cav3.1缺陷小鼠中卻表現(xiàn)出增強(qiáng)的肥大反應(yīng)。在機(jī)制上，Cav3.1保護(hù)心臟是通過調(diào)節(jié)一氧化氮合酶3（nitric oxide synthase 3，NOS3）實(shí)現(xiàn)的，NOS3是一種鈣激活的信號(hào)效應(yīng)器，已知可改變心臟肥大反應(yīng)。Cav3.1與NOS3相互作用，后者在壓力超負(fù)荷后增加了Cav3.1轉(zhuǎn)基因小鼠心臟中環(huán)鳥苷酸（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）依賴性蛋白激酶I型的活性，從而實(shí)現(xiàn)Cav3.1對(duì)抗心肌肥大的作用［34］。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Cav3.1對(duì)心肌肥大有抑制作用，而Cav3.2對(duì)心肌肥大的激活具有重要意義，這2種不同亞型的T型鈣通道作用于心肌，對(duì)心肌肥大的發(fā)生起到調(diào)節(jié)和平衡作用。

3.2 T型鈣通道參與抑制血管過度收縮除心肌細(xì)胞外，血管平滑肌細(xì)胞亦可表達(dá)除Cav1.2外的其他VGCC。鈣通道可使血管感知和響應(yīng)生理刺激，進(jìn)而調(diào)節(jié)動(dòng)脈張力，維持血管功能。其中，T型鈣通道受到了廣泛關(guān)注［35］。Cav3.2在超極化的血管平滑肌細(xì)胞局部微結(jié)構(gòu)域信號(hào)傳遞中發(fā)揮重要作用，通過調(diào)控動(dòng)脈張力的反饋抑制，引起阻力動(dòng)脈的擴(kuò)張［36］。

T型Cav3.2通道介導(dǎo)的Ca2+內(nèi)流刺激RyR的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，以Ca2+觸發(fā)的形式促進(jìn)肌漿網(wǎng)釋放Ca2+，引起K+外流和大電導(dǎo)鈣激活鉀通道（large-conductance calcium-activated potassium channels，BKCa）的激活，從而避免血管過度收縮。為了使這個(gè)信號(hào)通路正常的發(fā)揮作用，T型Cav3.2通道必須與RyR緊密地排列在一起［37］。越來越多研究表明，年齡是影響血管平滑肌功能的關(guān)鍵因素，人們逐漸認(rèn)識(shí)到鈣通道信號(hào)會(huì)隨著衰老而改變，而且會(huì)影響血管的功能。Fan等［38］利用不同年齡（4和12月齡）小鼠血管平滑肌細(xì)胞的高空間分辨率共聚焦Ca2+成像，探究衰老對(duì)血管平滑肌細(xì)胞中的Cav3.2-RyR-BKCa信號(hào)傳導(dǎo)通路的影響。該研究表明，衰老破壞了Cav3.2與RyR的偶聯(lián)，通過蛋白表達(dá)分析和電鏡觀察結(jié)果顯示，這種作用可能是由于與年齡相關(guān)的Cav3.2蛋白表達(dá)減少和血管平滑肌細(xì)胞微囊結(jié)構(gòu)變化引起的。此外，Georgeon-Chartier等［39］報(bào)道了衰老小鼠血管平滑肌細(xì)胞RyR介導(dǎo)的Ca2+信號(hào)減少，RyR2表達(dá)下降，血管收縮能力下降。這些結(jié)果表明，衰老可通過破壞Cav3.2-RyR-BKCa信號(hào)通路導(dǎo)致血管收縮能力下降。

4 T型鈣通道的調(diào)節(jié)劑

4.1 血管緊張素受體拮抗劑抑制T型鈣通道表達(dá)眾所周知，腎素-血管緊張素系統(tǒng)的激活可以靶向血管平滑肌細(xì)胞，從而升高血壓，導(dǎo)致高血壓，而且該系統(tǒng)同樣也與心肌肥大和致死性心律失常有關(guān)［40］。該系統(tǒng)的主要分子血管緊張素II已成為影響許多細(xì)胞類型和器官功能的關(guān)鍵激素，并在心律失常和心房顫動(dòng)的發(fā)展中起著重要作用［41］。

T型鈣通道在心律失常中起重要作用，血管緊張素II 1型（angiotensin II type 1，AT1）受體拮抗劑作為抗心律失常藥物發(fā)揮作用。心臟的電重構(gòu)通常與細(xì)胞內(nèi)Ca2+過載有關(guān)，T型鈣通道能將Ca2+帶入心肌細(xì)胞，提示T型鈣通道在心臟自律性中發(fā)揮生理作用。在病理狀態(tài)下，T型鈣通道在心肌細(xì)胞中重新表達(dá)［42］。心臟電生理特性的變化與包括T型鈣通道在內(nèi)的多種離子通道基因表達(dá)的變化有關(guān)，這些變化容易導(dǎo)致心律失常的發(fā)生［43］。但是T型鈣通道如何參與血管緊張素II介導(dǎo)的心律失常的發(fā)生，仍需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。Morishima等［44］研究AT1受體拮抗劑替米沙坦對(duì)大鼠新生心肌細(xì)胞T型鈣通道的表達(dá)和心肌收縮力的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的影響。用替米沙坦和血管緊張素II培養(yǎng)心肌細(xì)胞24 h后測量T型Ca2+電流及通道。其結(jié)果顯示，長期應(yīng)用血管緊張素II（24 h）后，心肌細(xì)胞的T型Ca2+電流密度顯著增加，并伴有細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2（extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2）和p38絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK）磷酸化。而使用替米沙坦則降低了Cav3.1和Cav3.2的mRNA表達(dá)以及T型Ca2+電流。此外，在缺乏血管緊張素II的情況下，替米沙坦降低了p38 MAPK的基礎(chǔ)磷酸化水平，但沒有降低ERK1/2的水平。上述結(jié)果表明，替米沙坦可通過不依賴激動(dòng)劑的方式抑制p38 MAPK活性并減弱T型鈣通道的表達(dá)，從而起到抗心律失常的作用（圖1）。

4.2 腎上腺素增強(qiáng)T型鈣通道表達(dá)心率調(diào)節(jié)是通過SAN的自動(dòng)性和傳導(dǎo)率的改變發(fā)生的，當(dāng)交感神經(jīng)受到刺激時(shí)，交感神經(jīng)/β-腎上腺素能系統(tǒng)興奮，釋放兒茶酚胺，與β-腎上腺素能受體結(jié)合并激活環(huán)腺苷酸（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）/蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）信號(hào)［45］。由于β-腎上腺素能系統(tǒng)對(duì)心率調(diào)節(jié)至關(guān)重要，而Cav3.1參與心率產(chǎn)生，因此可以驗(yàn)證β-腎上腺素/PKA系統(tǒng)是否參與對(duì)T型鈣離子通道的調(diào)節(jié)。此外，cAMP依賴性PKA對(duì)T型鈣通道的調(diào)控一直存在爭議，這可能是由于實(shí)驗(yàn)條件、細(xì)胞類型的差異以及特定亞型的存在［46］。

Figure 1.The role of angiotensin and T-type calcium channel.The T-type Ca2+current density in cardiomyocytes was increased after angiotensin II treatment via activating extracellular signal-regulated kinase 1/2（ERK1/2）and p38 mitogen-activated protein kinase（p38 MAPK）.In contrast，telmisartan decreased the density of T-type Ca2+current in a dose-dependent manner by inhibiting the basal phosphorylation level of p38 MAPK in the absence of angiotensin II.圖1 血管緊張素與T型鈣通道的作用

Li等［47］通過Cav3.1雙轉(zhuǎn)基因小鼠心室肌細(xì)胞，以及野生型小鼠、Cav3.1敲除小鼠和Cav3.2敲除小鼠SAN細(xì)胞的研究，觀察到β-腎上腺素能受體激動(dòng)劑異丙腎上腺素能夠增強(qiáng)過表達(dá)Cav3.1通道的活性。這種作用是由腺苷酸環(huán)化酶（adenylate cyclase，AC）/cAMP/PKA系統(tǒng)介導(dǎo)的，因?yàn)閏AMP能夠表現(xiàn)異丙腎上腺素的作用效果，而PKA抑制劑H89可以消除異丙腎上腺素對(duì)Cav3.1的作用。由此說明cAMP/PKA通路介導(dǎo)β-腎上腺素能受體刺激而增強(qiáng)Cav3.1活性。之后，Li等［48］提出β-腎上腺素能受體通過刺激T型鈣通道活性上調(diào)，誘導(dǎo)心率升高和房室傳導(dǎo)加速。對(duì)小鼠注射異丙腎上腺素，其EC50在Cav3.1轉(zhuǎn)基因小鼠的心率應(yīng)答中較在Cav3.1基因敲除小鼠中低。而在異丙腎上腺素使小鼠心率應(yīng)答的占比中，Cav3.1轉(zhuǎn)基因小鼠高于Cav3.1基因敲除小鼠。而且Cav3.1基因敲除小鼠的T型Ca2+電流消失，Cav3.1轉(zhuǎn)基因小鼠中的T型Ca2+電流增強(qiáng)。這說明小鼠SAN中的T型Ca2+電流是由Cav3.1介導(dǎo)的，β-腎上腺素能受體刺激心率上調(diào)和房室傳導(dǎo)加速的作用在KO小鼠體內(nèi)減弱，而在Cav3.1轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)加強(qiáng)；Cav3.1的表達(dá)影響SAN細(xì)胞自律性，而且其表達(dá)通過β-腎上腺素能受體刺激調(diào)節(jié)。這些研究說明β-腎上腺素能受體刺激Cav3.1活性增強(qiáng)在小鼠心率調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，β-腎上腺素能系統(tǒng)調(diào)控Cav3.1異?？赡軙?huì)導(dǎo)致心臟自律性異常（圖2）。

Figure 2.The role of adrenaline and T-type calcium channel.βadrenergic receptor agonist increased the expression of Cav3.1 by activating adenylate cyclase（AC）-cyclic adenosine monophosphate（cAMP）-protein kinase A（PKA）signaling pathway，and H89，a PKA inhibitor，could inhibit the phosphorylation of PKA and reduced the T-type Ca2+current.圖2 腎上腺素與T型鈣通道的作用

4.3 醛固酮間接調(diào)控T型鈣通道表達(dá)鹽皮質(zhì)激素，尤其是醛固酮，與心肌肥大和心力衰竭的發(fā)生密切相關(guān)。心臟中鹽皮質(zhì)激素受體（mineralocorticoid receptor，MR）的激活是心血管疾病發(fā)生的危險(xiǎn)因素。MR激活會(huì)導(dǎo)致包括鈣通道在內(nèi)的許多離子通道的上調(diào)，發(fā)生心臟肥大和心律失常［49］。Messaoudi等［50］對(duì)心肌細(xì)胞靶向性MR過度表達(dá)的小鼠及其對(duì)照組給予1周低劑量醛固酮治療，確定醛固酮是否能在體內(nèi)激活心肌細(xì)胞MR。通過分析心臟轉(zhuǎn)錄組，觀察到心肌細(xì)胞中存在醛固酮調(diào)節(jié)的基因，并激活心肌細(xì)胞MR。由于T型鈣通道內(nèi)不包含任何鹽皮質(zhì)激素反應(yīng)元件（mineralocorticoid response element，MRE；與MR錨定的結(jié)構(gòu)域一致的核苷酸序列），醛固酮對(duì)T型鈣通道表達(dá)的控制可能是間接的［51］，可能是由于心肌細(xì)胞MR替代了MRE的作用。

心血管疾病與微小RNA（microRNA，miRNA，miR）的調(diào)節(jié)密切相關(guān)［52］。miRNA調(diào)節(jié)大量信號(hào)通路，參與細(xì)胞間的信息交流，并參與心血管系統(tǒng)的生理病理進(jìn)程，如調(diào)控心肌細(xì)胞分化、促進(jìn)血管新生、維持內(nèi)皮細(xì)胞穩(wěn)定性及抑制內(nèi)皮遷移和增殖等。Rossier［53］提出miR-204在MR下游發(fā)揮作用以控制T型鈣通道表達(dá)。Koyama等［51］假定一種特定的miRNA在MR激活與T型鈣通道表達(dá)和心肌細(xì)胞搏動(dòng)頻率的調(diào)節(jié)中起到聯(lián)系作用。通過一項(xiàng)篩選實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在醛固酮刺激離體乳鼠心肌細(xì)胞后，miR-204是主要上調(diào)的miRNA之一。當(dāng)miR-204在分離的心肌細(xì)胞中過度表達(dá)時(shí)，其自發(fā)搏動(dòng)頻率在24 h后顯著增加，與受到醛固酮刺激時(shí)表現(xiàn)相同，編碼T型鈣通道的mRNA增加。同時(shí)，miR-204過度表達(dá)后，T型Ca2+電流顯著增加。當(dāng)抑制miR-204的表達(dá)時(shí)，會(huì)消除醛固酮誘導(dǎo)Cav3.1和Cav3.2的mRNA表達(dá)增加，同時(shí)T型Ca2+電流也會(huì)減少。此外，Koyama等［51］還觀察到醛固酮和miR-204的過度表達(dá)降低了已知的Cav3轉(zhuǎn)錄抑制因子——神經(jīng)元限制性沉默因子（neuron-restrictive silence factor，NRSF）。由此可以說明，醛固酮對(duì)T型鈣通道的調(diào)控是間接實(shí)現(xiàn)的，醛固酮對(duì)心肌細(xì)胞MR的刺激會(huì)導(dǎo)致miR-204的表達(dá)，而miR-204的表達(dá)促進(jìn)了分離的大鼠心室肌細(xì)胞中T型鈣通道的表達(dá)，增加了細(xì)胞自發(fā)收縮的頻率，這是通過抑制NRSF蛋白實(shí)現(xiàn)的（圖3）。

Figure 3.The role of mineralocorticoid and T-type calcium channel.The stimulation of mineralocorticoid receptor（MR）by aldosterone could increase T-type Ca2+current via microRNA-204（miR-204）.Neuron-restrictive silencing factor（NRSF）inhibited this pathway by lessening the level of miR-204 and T-Type calcium channel.圖3 鹽皮質(zhì)激素與T型鈣通道的作用

5 結(jié)語

VGCC不僅能夠改變細(xì)胞電位，還能參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。不同于其它高電壓激活的鈣通道，T型鈣通道以其低電壓激活的特性在心臟血管的生理活動(dòng)中發(fā)揮著重要的作用，參與心臟自律性的產(chǎn)生和傳導(dǎo)，其功能缺陷可導(dǎo)致先天性心臟傳導(dǎo)阻滯的發(fā)生。不同亞型的T型鈣通道對(duì)心肌肥大作用不同作用。除心肌本身外，T型鈣通道還可參與抑制血管過度收縮，進(jìn)而維持正常血管收縮舒張功能。近年來對(duì)于T型鈣通道在電生理傳導(dǎo)通路作用及分子調(diào)控機(jī)制仍是研究熱點(diǎn)問題，雖然已證實(shí)其受腎上腺素、醛固酮等多種激素的直接或間接調(diào)控，但其他調(diào)控因素及相應(yīng)的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用仍需進(jìn)一步的探索。