研究人员发现了一种脂质，它在控制心脏离子通道中发挥关键作用，揭示了心力衰竭中心脏心律失常潜在机制，并为未来的治疗进展开辟了新的途径。
亚利桑那大学凤凰城医学院和加州大学戴维斯健康学院的研究团队开展了一项开创性的研究，重点突出了可能用于治疗心房颤动的新靶点，心房颤动是最常见的不规则心跳类型。
心房颤动，通常简称为AFib，负责约七分之一的中风，据美国疾病控制与预防中心的报告。它与显著更高的严重健康并发症和死亡风险相关。美国心脏协会预测，到2030年，超过1200万人将受到AFib的影响，但现有的治疗方法仍然不足，研究人员表示。
一段时间以来，研究集中在心脏生理功能与AFib相关的蛋白质上。直到最近，研究表明，针对特定的小导电钙激活钾通道（SK通道）治疗AFib可能在不同情况下有所缓解或加重心律失常。
“我们的研究采用创新的实验和计算方法来揭示人类SK2通道如何动态调节。这项研究尤其相关，因为目前SK通道抑制剂正在进行AFib治疗的临床试验，因此进一步了解其调节机制至关重要，”亚利桑那大学凤凰城医学院基础医学科学系主任Nipavan Chiamvimonvat博士评论道。
题为《PIP2对小导电钙激活钾通道（SK2）调节的原子机制》的研究论文已发表在《国家科学院院刊》上。
研究团队调查了一种称为磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）的脂质在调节SK2通道中的作用。PIP2是所有植物和动物细胞膜中发现的一个关键成分，并在体内的多条信号通路中充当信号信使。
“由于PIP2在调节多种离子通道中至关重要，它对心脏离子通道的影响为理解脂质如何调节心脏兴奋性和功能提供了新的途径，”计算生物学家并且是该研究的共同第一作者Ryan Woltz博士说，他也是亚利桑那大学凤凰城医学院的助理研究教授。
目前，SK通道是已知在心力衰竭中唯一上调的钾通道，它们的调节在维持心脏兴奋性和心脏节律紊乱的发展中起着关键作用。
“PIP2在心力衰竭中的失调突出表明了我们发现的重要性，为理解此类情况下心脏心律失常的潜在机制提供了宝贵的见解，”共同第一作者Yang Zheng博士指出，他是亚利桑那大学凤凰城医学院的博士后研究员。
研究团队利用比较建模创建了人类SK2通道在闭合、中间和开放状态的模型。然后，他们应用分子动力学模拟来研究PIP2如何在分子水平上调节SK2通道。
“我们研究中获得的结构洞察可能有助于开发新的SK2通道抑制剂，这些抑制剂可能在治疗心脏心律失常方面有效，”加州大学戴维斯健康学院的教授Vladimir Yarov-Yarovoy博士解释道。
共同高级作者Igor Vorobyov博士，加州大学戴维斯健康学院的副教授提到，团队已在应用类似的计算策略来研究其他类型的SK通道。
“我很高兴能参与这一跨大学和跨学科的合作研究，并期待扩展我们的合作，”Vorobyov说。“我们目前正在研究药物分子如何调节SK通道，可能增强或抑制其功能，这可能为AFib和其他心血管疾病提供新的治疗选择。”
根据计算生物学家Ryan Woltz博士的说法，他是亚利桑那大学凤凰城医学院的助理研究教授以及该研究的共同第一作者，心脏离子通道如何受PIP2调节的发现展示了脂质对心脏活动和功能的新影响。
目前，SK通道是已知在心力衰竭中唯一增加的钾通道，其调节对于维持心脏兴奋性和管理节律紊乱至关重要。
共同第一作者Yang Zheng博士，亚利桑那大学凤凰城医学院的博士后研究员指出，随着PIP2调节在心力衰竭中被破坏，这项研究为理解与心力衰竭相关的心脏心律失常的潜在机制提供了重要的见解。
研究团队创建了多种状态的人类SK2通道模型——闭合、中间和开放——并使用分子动力学模拟来研究PIP2如何调节这些通道。
加州大学戴维斯健康学院的教授Vladimir Yarov-Yarovoy博士表示，来自这项研究的发现可能在开发用于治疗心脏心律失常的新SK2抑制剂方面具有重要意义。
Igor Vorobyov博士确认，类似的计算策略也正在应用于分析其他SK通道亚型。
“我期待继续这一跨大学和学科的协作努力，”Vorobyov总结道。“我们正在研究药物分子对SK通道的调节，这可能改善或抑制这些离子通道的功能，为AFib和不同的心脏疾病提供新的治疗选择。”
来自亚利桑那大学凤凰城医学院和加州大学戴维斯健康学院的研究人员已确定了一个新的靶点，用于开发治疗心房颤动（AFib）的疗法，AFib是最常见的不规则心跳类型。
AFib与约七分之一的中风相关，据美国疾病控制与预防中心的报告，且对提高发病率和死亡率构成重大风险。根据美国心脏协会的估计，到2030年，超过1200万人将受AFib困扰，突显了当前治疗策略的不足。
一段时间以来，贡献于心脏生理过程的蛋白质一直是AFib研究的重点。最近的研究表明，抑制特定的小导电钙激活钾通道（SK通道）可能对心律失常产生不同的影响，具体取决于条件。
亚利桑那大学凤凰城医学院基础医学科学系主任Dr. Nipavan Chiamvimonvat表示：“我们的研究利用了开创性的实验和计算方法，揭示了人类SK2通道的动态共同调节。这项调查尤其相关，因为SK通道的抑制剂目前正在进行AFib的临床试验，因此了解它们的调节机制至关重要。”
题为《磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）对小导电钙激活钾通道（SK2）调节的原子机制》的文章已在《国家科学院院刊》中发表。
研究团队分析了磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）对SK2通道的调节影响，这是一种调节SK2通道的脂质。PIP2是所有植物和动物细胞膜的关键成分，在体内的多条信号通路中发挥信号信使的作用。
Ryan Woltz博士强调，通过PIP2调节心脏离子通道为理解脂质如何调节心脏兴奋性和功能提供了新的视角。
目前，SK通道的上调在心力衰竭中是独特的，其调节显著影响心脏兴奋性和节律紊乱的出现。
Yang Zheng博士重申，由于心力衰竭中PIP2的失调，这项研究为理解受影响患者心脏心律失常的潜在机制提供了重要的见解。
研究团队在各种状态下建模了SK2通道，并使用分子动力学模拟探究PIP2如何影响这些通道。
Vladimir Yarov-Yarovoy博士指出，研究结果可能在开发用于治疗心脏心律失常的新SK2抑制剂方面发挥重要作用。
Igor Vorobyov博士确认，类似的计算策略也用于分析其他SK通道类型。
“我期待继续这一跨大学和学科的合作，”Vorobyov总结道。“我们正在研究药物分子对SK通道的调节，可能改善或抑制这些离子通道的功能，为AFib和各种心血管疾病提供有前景的治疗选择。”
