Store-operated calcium entry in adult mice ventricular cardiomyocytes

Abstract

В настоящее время бурное развитие получила область медицины, занимающаяся каналопатиями. Каналопатии — это группа заболеваний, связанных с нарушениями функционирования ионных каналов, в частности кальциевых каналов. Вход кальция через депо-управляемые каналы является важнейшим и одним из наиболее универсальных способов поступления кальция из внеклеточного пространства в цитозоль. Установлено, что нарушение кальциевого гомеостаза связано с заболеваниями различной этиологии, в частности, сердечными патологиями, прочно занимающими первое место в списке причин, приводящих к летальному исходу. Для них показано угнетение насосной функции сердца и развитие аритмий из-за дисфункции потенциал-зависимых кальциевых каналов и рианодинового рецептора, участвующего в выбросе кальция из внутриклеточных депо. Однако, вовлеченность депо-управляемого входа кальция остается противоречивой. Появилось несколько работ, связывающих развитие сердечных патологий с дисфункциями белков STIM1, Orai и TRPC, традиционно относящихся к аппарату, обеспечивающему депо-управляемый вход кальция в различных клетках. Тем не менее, на сегодняшний день практически отсутствуют электрофизиологические данные о депо-управляемом входе кальция в кардиомиоцитах как в норме, так и при патологиях. Таким образом, основная часть данной работы направлена на электрофизиологическую регистрацию депо-управляемого входа кальция в нормальных клетках, что позволит разрешить вопрос о наличии функционального депо-управляемого входа кальция в зрелых кардиомиоцитах мыши и оценить вовлеченность депо-управляемого входа кальция в развитие такой сердечной патологии, как миодистрофия Дюшенна. В данной работе нам впервые удалось электрофизиологически зарегистрировать 2-APB-чувствительные депо-управляемые кальциевые токи в первичной культуре зрелых желудочковых кардиомиоцитов, выделенных из мышей дикого типа). Полученные нами данные можно будет использовать для сравнения депо-управляемого тока кальция в норме и при развитии патологий, что, в свою, очередь, позволит установить его роль в патогенезе различных сердечных заболеваний. Депо-управляемые кальциевые каналы могут стать новой потенциальной мишенью фармакологических агентов при терапии сердечных заболеваний.

Nowadays, the area of medicine dealing with channelopathies is advancing at an incredible pace. Channelopathies are diseases caused by disturbed function of ion channels and calcium channels in particular. Store-Operated Calcium Entry (SOCE) is a major and one of the most versatile pathways for calcium influx from the extracellular space into the cytosol. It has been found that the violation of calcium homeostasis is caused by diseases of different etiology, in particular, by heart pathologies, which are reputed to be the leading cause of death. Those diseases can develop heart pump function depression and arrhythmias due to the dysfunction of voltage-gated calcium channels and ryanodine receptor which is involved in calcium release from intracellular stores. Several works have been published on the correlation between cardiac pathologies development and the dysfunction of proteins STIM1, Orai and TRPC, traditionally related to the mechanism which maintains SOCE in various cells. There are very few electrophysiological data on SOCE in cardiomyocytes in health and pathology so far. Thus, this work generally focuses on the measurement of store-operated calcium entry in normal cells and in cells in pathology which will contribute to the settlement of a question of availability of the functional SOCE in the adult mouse cardiac myocytes and will help to remove uncertainty for the SOCE involvement in the development of such cardiovascular disease as Duchenne muscular dystrophy (DMD). This study is the first one to register electrophysiologically 2-APB-sensitive store-operated calcium currents in the primary culture of ventricular cardiomyocytes isolated from wild-type mice (Mus musculus). Our findings can be used to compare the store-operated calcium current of calcium under normal and pathological conditions and to establish its role in the pathogenesis of various heart diseases. Store-Operated Calcium Channels can become a new potential target of pharmacological agents in the treatment of cardiac pathologies.