GRK4调控M3-mAChR/Cx43轴加剧心肌梗死后心律失常的机制研究

本研究针对心肌梗死（MI）后心律失常的高发难题，揭示了G蛋白偶联受体激酶4（GRK4）通过磷酸化M3型毒蕈碱乙酰胆碱受体（M3-mAChR）破坏其与连接蛋白43（Cx43）的结合，导致电传导异常的关键机制。哈尔滨医科大学团队发现，GRK4敲除可改善心脏电传导并降低室性心律失常风险，同时阐明了m6 A甲基化修饰通过METTL3/YTHDF1轴调控GRK4表达的新通路，为临床治疗提供了新靶点。

　　

背景与问题
心肌梗死（MI）后室性心律失常是导致心源性猝死的主因之一，其发生与心肌电传导异常密切相关。连接蛋白43（Cx43）作为心室肌细胞间隙连接的主要成分，其表达减少和异常分布会引发电传导延迟，但调控这一过程的分子机制尚未明确。近年研究发现，G蛋白偶联受体激酶（GRKs）在心血管疾病中扮演重要角色，其中GRK4在高血压和心衰中的作用已被报道，但其在心律失常中的功能仍是未解之谜。

研究设计与技术方法
哈尔滨医科大学团队通过构建小鼠心肌梗死模型，结合腺病毒介导的GRK4基因操作（敲除或过表达）、离体心肌细胞缺氧模型、免疫共沉淀（Co-IP）和m⁶
A甲基化分析等技术，系统研究了GRK4对心脏电生理的影响。实验样本包括C57BL/6小鼠和原代心肌细胞，关键检测手段涵盖qPCR、Western blot、免疫荧光和电生理记录。

研究结果

GRK4在MI心脏中的异常上调
心肌梗死12小时后，梗死边缘区GRK4的mRNA和蛋白水平显著升高，且呈现从细胞膜向胞质的异常分布。体外实验证实，缺氧处理可诱导心肌细胞GRK4表达增加2.3倍。

GRK4敲除改善电传导与心律失常
GRK4敲除小鼠的心室有效不应期缩短18%，室性心动过速诱发率降低67%。光学标测显示，敲除组心脏传导速度提升32%，且Cx43在闰盘处的分布密度恢复至正常水平的85%。

M3-mAChR/Cx43轴的作用机制
Co-IP实验揭示GRK4与M3-mAChR直接结合，使其磷酸化水平增加3.1倍，进而破坏M3-mAChR与Cx43的相互作用。过表达GRK4导致Cx43膜定位减少41%，而GRK4 siRNA处理可逆转这一现象。

m⁶
A修饰调控GRK4表达
METTL3介导的m⁶
A修饰促进YTHDF1对GRK4 mRNA的稳定性维持，MI心脏中METTL3表达量与GRK4呈正相关（r=0.82）。抑制m⁶
A甲基化可使GRK4蛋白降低55%。

结论与意义
该研究首次阐明GRK4通过磷酸化M3-mAChR破坏Cx43功能、加剧心律失常的分子机制，同时揭示METTL3/YTHDF1-m⁶
A-GRK4调控轴在缺血性心脏病中的关键作用。这些发现不仅为理解心律失常提供了新视角，更为开发靶向GRK4-M3-mAChR/Cx43通路的抗心律失常药物奠定了理论基础。论文发表于《Biochemical Pharmacology》，为临床转化提供了潜在干预策略。