2　Cx43的表达

2. 1　Cx43基因核苷酸序列的特征　人类Cx43基因位于染色体6q21 ～6q23. 2 ,转录后产生1 个长约
3. 1kb的mRNA,编码382个氨基酸,即Cx43。编码Cx43的基因由2个外显子和1个5′端非翻译区的大内含子组成。转录起始位点位于第1个外显子剪切供体上游188nt的羧基端,启动子区含TATA 盒和AP21、AP22 结合位点, 3′端非翻译区含有4 个AUUUA模体,与介导早期基因信号的稳定性和调节Cx43的活性有关。

2. 2　Cx43在胚胎发育过程的时空表达　对发育不同阶段的大鼠心脏的研究发现, Cx43的表达存在时空规律。Cx43在原始心室中的转录和表达,分别在胚胎期( ED)的第9. 5 d和第10. 5 d;而在心房中的表达却在ED的第12. 5 d^{[ 8 ]} 。此后,随着小鼠的发育, Cx43的分布逐渐扩展。在成熟小鼠的心脏中,Cx43在心房和心室功能性心肌细胞和心室传导系统中表达^{[ 8 ]} 。纯合子Cx43缺陷鼠在出生后( PD)第4 d,已出现心室传导活性的改变(即QRS波振幅减少和QRS波间期延长) ,在PD第16 d时全部死亡;而杂合子Cx43缺陷鼠却没有表现出心房或心室活性的改变^{[ 8 ]} 。另外, Cx40 表达在心房心室传导系统;而Cx45表达在房室交界、心室传导系统,并在可兴奋的心房和心室心肌层中有很少量的表达^{[ 9 ]} 。

3　心房纤维颤动中Cx43的变化

房颤( AF)是一种非常常见的心律失常。心脏结构的改变(如纤维化及GJ的改造)均可导致细胞电偶联的减弱和不明原因的AF^{[ 10 ]} 。AF与心房的功能和形态改变有关,经常发生在心房肥大的患者上。AF会影响到在心房组织中Cx43 的分布和表达,而心房组织中Cx43 的变化又可反映心房的功能^{[ 11 ]} 。AF患者的心房肌细胞中Cx43颗粒发生重排,杂乱地分布于心肌的各个部位。AF时间长者,部分Cx43移入细胞质中,表现为某些区域极度增加或减少;而AF患者的心房肌细胞中Cx43蛋白的表达量未发生显著变化。因此, Cx43在AF患者的心房肌细胞中发生重排和无序分布,可能是AF发病的原因之一,并提示AF仅对Cx43的表达形式产生影响^{[ 12 ]} 。

4　Cx43在骨骼肌成肌细胞心脏移植中的作用

骨骼肌成肌细胞( SMCs)大量存在于成熟个体内,具有向多种成熟肌细胞发育的潜力(高伟等,2003年) 。目前SMCs心肌内移植可以减少急性心肌梗死(AM I)后的梗死面积,改善心肌功能( Suzuki等, 2001年) 。但SMCs仍存在与宿主细胞电偶联的障碍,造成这种电偶联障碍的原因,主要是移植后成肌细胞中Cx43的表达下调,同时未发现移植细胞与宿主细胞之间有GJ 的形成(孙晓昕等, 2005 年) 。Abraham等^{[ 13 ]}的实验证实,单纯成肌细胞的移植可以导致心律失常。他们推断,成肌细胞和肌细胞的混合可能导致传导速率的减慢,更增加了组织异型。这种不均一性使心肌传导易于出现阻滞和折返,也是形成室性心律失常的基础。根据Abraham等^{[ 13 ]}的研究,将成肌细胞移植到疤痕组织而不是梗死的边界区域,可以潜在地预防折返性心律失常的发生。另外,范慧敏等^{[ 14 ]}将转染Cx43基因的自体成肌细胞( Cx43-SMCs) 移植到犬的AM I 区内, 移入的Cx43-SMCs在宿主心肌组织中排列有序,且与宿主心肌细胞的排列方向一致,其间有闰盘形成,为心肌的正常电传导提供了结构基础。Abraham 等^{[ 13 ]}发现,表达血管内皮生长因子的成肌细胞移植可以有效地治疗AM I。相信如果能解决SMCs移植后伴发的心律失常, SMCs移植将会被更广泛地应用于临床治疗心肌梗死等疾病。

5　体外定向重离子流放射对Cx43表达的影响最近Amino等^{[ 15 ]}发现,重离子放射对Cx43的表达具有正向调节的作用。此种放射早已经被证实,通过增加Cx43的表达,可以在小白鼠皮肤和肺部上皮细胞中加强细胞间的通讯,因此,他们研究了碳离子束对兔心脏中Cx43的作用,即从兔的左前胸对左心室前外侧游离壁进行集中碳离子束(15 Gy)照射,通过体外定向重离子流放射( targeted external heavy ion beam irradiation, TH IR)可以增强Cx43的表达,提高心肌细胞的传导性,同时减少传导的各向异性。TH IR还能够改善GJ的电偶联,有可能成为抗心律失常的一种新的预防性治疗方法。但因兔的心脏比人的小,而心率却比人的快,因此,该实验还需要更高的放射准确性。同时Cx43表达所需要的时间和发挥抗心律失常作用的最小射线的强度,也需要进一步的研究。即使如此,虽然以前的研究已经发现,内皮因子-1、血管紧张素、甲状腺素、抗心律失常多肽及除草醚等物质,同样具有增强Cx43蛋白表达进而增强心室肌细胞通讯的电偶联的作用,但鉴于这些物质应用于临床具有明显的缺陷(如效率低、对心血管的不适应性以及其他的副作用等) ,相比之下, TH IR却具有较高的临床应用价值,极有可能较早地应用于临床治疗。