[发明专利]雷诺丁受体调控心肌细胞中Ca2+

摘要

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。

主权项

1.一种雷诺丁受体调控心肌细胞中Ca2+波的二维建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：建立细胞质的钙离子扩散模型：其中[Ca2+]cyto为细胞质中自由Ca2+的浓度，t为扩散时间，x和y为Ca2+空间坐标，Dx和Dy分别为各向异性的Ca2+扩散系数，β为反常扩散阶数；Jdye为细胞质中Ca2+荧光指示剂染料的流量；Jbuffer‑cyto为与细胞质中缓冲剂结合的Ca2+流量；Jpump为肌浆网泵中Ca2+‑ATP酶的抽运速率，Jclustered为由簇状的雷诺丁受体释放的Ca2+流量，Jrogue为由游离的雷诺丁受体释放的Ca2+流量；步骤S2：建立肌浆网终池中的Ca2+空穴模型：其中[Ca2+]lumen为肌浆网终池腔内自由Ca2+的浓度；Jrelease‑lumen为在肌浆网终池中激发簇状雷诺丁受体和游离雷诺丁受体后，Ca2+释放产生的流量；Jbuffer‑lumen为由于肌集钙蛋白的缓冲作用，在肌浆网终池腔内的Ca2+流量；Jrefill为再次填充的Ca2+流量；步骤S3：建立激发游离和簇状的雷诺丁受体的概率模型：Pfiring＝Pcyto·Φlumen   (3)；其中Pfiring为激发游离和簇状的雷诺丁受体的概率，Pcyto为在单位时间内，由[Ca2+]cyto决定的钙释放事件的激发概率；Φlumen为肌浆网终池中Ca2+的钙释放事件的调控项；步骤S4：模拟来自多个释放位置的Ca2+释放事件，并建立2D计算域模型：其中α＝β‑1；k为在α<k<α+1范围内的整数；h为最大网格尺寸；Γ为Gamma函数。