[发明专利]雷诺丁受体调控心肌细胞中Ca2+

说明书

本发明公开了一种雷诺丁受体调控心肌细胞中Ca²⁺波的二维建模方法，在细胞质中建立了一个数学模型，来研究游离和簇状的雷诺丁受体的相互作用对调节Ca²⁺波的影响。成功地在心肌细胞中再现Ca²⁺波，与实验结果具有良好的一致性。当腔内自由Ca²⁺的浓度高于临界值0.7mM时，游离的雷诺丁受体能够大大提高Ca²⁺火花的起始反应,进一步影响Ca²⁺波的形成和传播，同时研究发现Ca²⁺波速度随[Ca²⁺]_lumen指数增加。此外，本发明便于研究游离的雷诺丁受体参数对Ca²⁺波的影响：游离的雷诺丁受体个数影响Ca²⁺波的速度和幅值，使Ca²⁺波产生了较大的速度和振幅；钙释放单元(CRUs)之间的距离极大的影响了Ca²⁺波的速度，但不影响振幅。

技术领域

本发明涉及一种雷诺丁受体调控心肌细胞中Ca²⁺波的二维建模方法。

背景技术

基于簇状雷诺丁受体的Ca²⁺火花是正常心肌细胞内的基本Ca²⁺释放事件，能够在一定的病理条件下发生沿长度方向的自传播序列，这使得Ca²⁺浓度升高。因此，我们在细胞的多样性中观察Ca²⁺波，进而在实验和理论上研究。在心肌细胞中产生Ca²⁺波与簇状的雷诺丁受体和肌浆网终池上的Ca²⁺超载有关。Ca²⁺夸克由游离的雷诺丁受体引起，具有小振幅，长释放时间的特点，是另一个重要的Ca²⁺释放机制。因此，Ca²⁺波是Ca²⁺火花和夸克共同作用的结果。

然而，目前缺乏Ca²⁺波与Ca²⁺火花和Ca²⁺夸克的相互作用之间的联系的相关研究。基于细胞质中Ca²⁺的菲克扩散理论，现有技术建立一个能够显示游离雷诺丁受体对心脏衰竭下Ca²⁺波的影响的计算模型。但是，仍然很难用菲克扩散模型解释火花-宽度的悖论。最近，Izu等人指出，不规则的扩散模型可以解释火花-宽度悖论，从而更深入地研究了Ca²⁺的扩散机理。而在复杂的环境中(如细胞质中)，所有的分子和离子都是这样的。

另一方面，建立Ca²⁺波模型的一个挑战是：关于细胞质内自由Ca²⁺的浓度的计算与实验的不一致性([Ca²⁺]_cyto)。生理条件下[Ca²⁺]_cyto的计算结果大约是20μM，在病理情况下甚至高达100μM，这与计算[Ca²⁺]_cyto为1μM的结果不一致。而“波前敏化”模式允许Ca²⁺波的传播振幅为1μM，但是Ca²⁺波的传播机理仍不清楚。Sobie等人回顾了心脏肌浆网终池Ca²⁺调控的重要性，并指出提高肌浆网终池Ca²⁺水平可以提高雷诺丁受体的激发概率。因此，在Ca²⁺波的计算模型中，我们应该将肌浆网终池的Ca²⁺准则引入到Ca²⁺波的计算模型中，通过利用游离和簇状的雷诺丁受体作为肌浆网终池损耗，以此来显示Ca²⁺通量的减少。

发明内容

本发明目的是：提供一种雷诺丁受体调控心肌细胞中Ca²⁺波的二维建模方法，采用该方法建立的Ca²⁺波的二维模型用以研究游离和簇状的雷诺丁受体的相互作用对调节Ca²⁺波的影响。