持续性心房颤动患者2型小电导钙激活钾通道基因和蛋白表达的变化

目的探究人患持续性心房颤动(房颤)后2型小电导钙激活钾通道(type 2small-conductance calcium-activatedpotassium channel,SK2)的变化在电重构中的作用。方法选择风湿性心脏病行二尖瓣置换成形术的患者,持续性房颤23例(房颤组,其中3例合并陈旧脑栓塞),窦性心律18例(窦律组)。体外循环前取新鲜右心耳组织,通过免疫组化和逆转录酶联聚合反应(reverse transcription polymerase chain reaction,PT-PCR)方法,测定SK2基因和蛋白表达的差异。结果基线资料:与窦律组比较,房颤组患者二尖瓣狭窄病变更多,左房内径和心胸比率更大,差异有统计学意义(P<0.05),其他相关指标无明显差异(P>0.05)。PT-PCR:窦律组和房颤组的KCNN2(SK2的编码基因)/GAPDH(内参基因)比值分别为1.25±0.52和0.70±0.30(P<0.05),SK2基因表达下调44%。免疫组化:与窦律组比较,房颤组心房肌细胞增大明显,SK2蛋白表达下调13%,但差异无统计学意义(P>0.05),SK2通道蛋白在细胞内分布2组差别无统计学意义。结论与初步动物实验结果不同,人患持续性房颤后SK2基因和蛋白表达下调,用于防治动物房颤有效的SK2特异性阻断剂能否用于罹患持续性房颤的患者有待进一步研究。

大电导钙激活钾通道在肥胖相关性肾病中的作用及研究进展

随着社会经济的发展和生活水平的提高,肥胖成为全球性的公共卫生问题甚至是社会问题,肥胖作为心血管疾病的危险因素已经被广泛认同,而作为肾脏疾病的危险因素正在逐渐受到重视。有报道,肥胖患者中约40%出现蛋白尿[1]。以后有个案及临床观察[2-4]均证实肥胖可引起肾脏损害。我们课题组一直对肥胖引起的肾脏损害很感兴趣,围绕肾小球上各种通道蛋白的定位和功能,及相关的信号转导通路和复杂的病理生理机制进行研究[4-6].

阻断心脏自主神经节中电导钙激活钾通道降低心房快速起搏犬心房颤动的易损性研究

目的探究心脏自主神经节(GP)中电导钙激活钾通道(KCa3.1)介导巨噬细胞极化在心房颤动发生中的作用。方法本研究于2023年在武汉大学心血管病研究所中开展。18只比格犬按随机数字表法分为对照组(n=6)、快速心房起搏(RAP)组(n=6)和TRAM-34组(Kca3.1阻断剂),分别在TRAM-34组和其他组犬的GP中局部注射TRAM-34(0.3 ml,15 mmol/L)和生理盐水。之后,所有组监测右前GP(ARGP)神经活性及心房在体电生理。最终取材后检测ARGP组织中炎性因子水平及巨噬细胞极化情况。结果TRAM-34注射后对非起搏犬心房电生理及ARGP活性无明显影响。RAP明显缩短了心房各部位的有效不应期(ERP),增加了心房颤动易损性和ARGP神经活性,而TRAM-34局部注射有效抑制了这些变化。RAP组和TRAM-34组ARGP组织中CD68+细胞、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α水平均高于对照组。此外,起搏组ARGP组织中CD68+细胞、iNOS和炎性细胞因子水平高于TRAM-34组。结论心房快速起搏时,阻断KCa3.1可抑制GP活性,降低心房颤动易损性,该作用可能与抑制局部巨噬细胞参与GP的炎症反应有关。

中电导钙激活钾离子通道在心脑血管疾病中的研究进展

在非传染性疾病中,心血管疾病(CVD)是导致死亡的主要原因。根据2023年更新的美国心脏学会报告,2017~2020年全球心血管疾病的患病率高达48.6%[1]。在中国,CVD的患病率和死亡率逐年上升,给社会带来巨大的经济负担。因此,心血管疾病的机制研究及诊治具有重要意义。

环状RNA mmu_circ_0005019影响小鼠心肌细胞钙激活钾通道电流及动作电位

目的 探索环状RNA mmu_circ_0005019调控小电导钙激活钾(small-conductance calcium-activated potassium, SK)通道蛋白亚基SK3编码基因Kcnn3的表达,以及对小电导钙激活钾通道电流(IK,Ca)和动作电位时程(action potential duration, APD)的影响。方法 在小鼠HL-1细胞中分别构建mmu_circ_0005019过表达和干扰模型,分为过表达组(n=3)、空质粒组(n=3)、干扰1组(n=3)、干扰2组(n=3)、对照组(n=3),通过RT-qPCR、Western blot分析mmu_circ_0005019调节Kcnn3表达的分子机制,应用膜片钳技术电流钳模式记录全细胞的IK,Ca,并用电压钳模式记录APD。结果 成功构建了环状RNA mmu_circ_0005019过表达和干扰的HL-1细胞模型。过表达组的Kcnn3基因表达与空质粒组相比明显上调(P<0.05);干扰1组和干扰2组的Kcnn3基因表达与对照组相比均明显下调(P<0.05)。电生理发现过表达mmu_circ_0005019增加了HL-1细胞IK,Ca电流密度,APD显著缩短;相反,干扰mmu_circ_0005019减少了IK,Ca电流密度,APD显著延长。结论 mmu_circ_0005019可以上调小鼠HL-1细胞Kcnn3的表达水平,从而改变IK,Ca和APD,提示环状RNA mmu_circ_0005019可能在房颤发生中起到促进作用。

大电导钙激活钾通道与肺动脉高压关系的研究进展

肺动脉高压(PH)是临床的常见疾病,由多种异源性疾病和不同发病机制所致肺血管结构或功能改变,引起肺血管阻力和肺动脉压力升高的临床和病理生理综合征,继而发展成右心衰竭,甚至死亡[1],其发病率高,影响全球约1%的人口,在65岁以上的人群中PH患病率约10%[2]。

小电导的钙激活钾离子通道1的真核表达及其在乳腺癌细胞增殖中的作用

目的构建重组的真核表达质粒pENTER-小电导的钙激活钾离子通道1(small conductance calcium-gated K+channel 1,SK_(Ca)1),并研究其在乳腺癌细胞密歇根癌症基金会7号(Michigan cancer foundation-7,MCF-7)中的表达;观察SK_(Ca)1的亚细胞定位;检测SK_(Ca)1在乳腺癌细胞增殖中的作用。方法从MCF-7细胞中抽提总RNA并逆转录成cDNA;以cDNA为模板扩增SK_(Ca)1基因,通过无缝克隆技术将基因片段克隆至真核表达质粒pENTER中;质粒转染MCF-7细胞后,分别用Western blot和免疫荧光实验检测SK_(Ca)1的表达及亚细胞定位,用细胞计数试剂盒8(cell counting kit-8,CCK-8)实验测定SK_(Ca)1的细胞增殖效应。结果成功构建了带有标签的重组真核表达质粒pENTER-SK_(Ca)1,并在乳腺癌细胞MCF-7中高效表达;SK_(Ca)1主要分布于细胞质和细胞核,并能促进乳腺癌细胞增殖。结论成功制备了研究SK_(Ca)1的必要工具原料并对其分子机制进行了初步探索,为深入研究SK_(Ca)1在乳腺癌细胞中的信号转导作用奠定了基础。

持续房颤患者的2型小电导钙激活钾通道(KCNN_2)基因表达研究

目的 2型小电导钙激活钾通道(SK2)的功能亚基由KCNN2(Potassium intermediate/small conductance calcium-activated channel,subfamily N,member 2)基因编码。本研究通过分析持续心房纤颤(以下简称房颤)患者的KCNN2基因表达情况探讨其与房颤的相关性。方法将我院心胸外科自2012年7月—2013年7月期间收治的25例风湿性心脏病实施二尖瓣置换成形术的持续性房颤患者作为持续房颤组,其中2例患者既往合并脑栓塞;将同期收治的窦性心律患者20例作为窦性心律组。取两组患者在体外循环插管前的新鲜右心耳组织,分别用于逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)。结果与持续房颤组比较,窦性心律组患者的二尖瓣狭窄病变较少,左房内径及心胸比率则较大,两组比较差异有统计学意义(P<0.05),两组其他各项指标比较无统计学差异(P>0.05)。持续房颤组的KCNN2与内参基因表达水平的比值明显低于窦性心律组(P<0.05),表明持续房颤组患者心房组织的KCNN2基因表达水平降低。结论与以往的动物实验结果截然不同,人发生持续房颤后KCNN2基因表达水平降低,在防治动物阵发性房颤中显示有效的特异性阻断剂对持续性房颤患者是否有效尚需深入研究。

N-乙酰半胱氨酸通路对AGT-REN双转基因高血压小鼠心肌成纤维细胞中电导钙激活钾离子通道蛋白表达的影响及其意义

目的:探讨高血压过程中心肌成纤维细胞(CFs)氧化应激水平与中电导钙激活钾离子通道(KCa3.1)蛋白表达的关系,阐明KCa3.1在心肌纤维化中的作用及机制。方法:原代培养雄性AGT-REN双转基因高血压小鼠(dTH)CFs,另培养同品系野生C57B6小鼠CFs作为对照。dTH小鼠CFs随机分为高血压组(dTH)和N-乙酰半胱氨酸组(NAC),dTH小鼠CFs给予不同浓度NAC干预24h。MTT法检测细胞增殖情况,双氯荧光素(DCFH-DA)探针检测细胞活性氧(ROS)分子表达,Western blotting法检测细胞培养上清collagenⅠ、collagenⅢ和细胞中KCa3.1通道蛋白表达、PI3K信号通道蛋白磷酸化改变。结果:4、8和12月龄dTH小鼠CFs中ROS和KCa3.1通道蛋白表达水平与2月龄dTH小鼠比较均增加(P<0.05或P<0.01);MTT检测,应用1×10^(-6)、1×10^(-5)、1×10^(-4)和1×10^(-3) mol·L^(-1) NAC干预后,dTH小鼠CFs增殖率分别为165.9%、138.72%、110.92%和109.82%,与dTH组比较,1×10^(-4)和1×10^(-3) mol·L^(-1) NAC对CFs增殖抑制作用明显(P<0.01)。与对照组比较,1×10^(-4) mol·L^(-1) NAC组小鼠CFs中Ⅰ、Ⅲ型胶原合成明显减少(P<0.01);Western blotting检测,与对照组比较,1×10^(-4) mol·L^(-1) NAC组小鼠CFs中KCa3.1通道蛋白表达水平下降(P<0.01);dTH小鼠CFs中p-Akt/T-Akt表达水平较对照组增加(P<0.01),而1×10^(-4) mol·L^(-1) NAC组小鼠CFs中p-Akt/T-Akt表达水平下降(P<0.01)。结论:ROS清除剂NAC抑制dTH高血压小鼠CFs中KCa3.1通道蛋白表达,可能与其上调细胞中PI3K信号通道磷酸化水平有关。

川芎嗪对猪冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的作用

本工作旨在研究川芎嗪对猪冠状动脉平滑肌细胞钾通道的作用,为阐明其扩张冠状动脉血管的机制提供实验依据。采用膜片钳细胞贴附式和内面向外式记录方式观察川芎嗪对猪冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance Ca2+- activated potassium channels,BKCa channels)的作用,分别用蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)抑制剂H-89和蛋白激酶G (protein kinase G,PKG)抑制剂KT-5823处理细胞,再观察川芎嗪对BKCa通道作用的变化。结果表明在研究的0．73-8．07 mmol/L浓度范围,川芎嗪可以剂量依赖性地激活BKCa通道,使通道的开放概率从(0．01±0．003)增加到(0．03±0．01)-(．21± 0．18)(P<0．01,n=10),使通道平均关闭时间从(732．33±90．67)ms降低到(359．67±41．30)-(2．96±0．52)ms(P<0．01, n=10)。川芎嗪的这种激活作用在浴液游离钙离子浓度接近0 mmol/L时也存在。PKA的特异性抑制剂H-89(3 μmol/L)和 PKG的特异性抑制剂KT-5823(1 μmol/L)对川芎嗪激活BKCa通道的作用无影响。以上结果提示:川芎嗪能直接激活冠状动脉平滑肌BKCa通道,这种作用可能是川芎嗪扩张冠状动脉血管的一种重要机制。

三磷酸肌醇对猪冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的作用

应用膜片钳单通道电流记录技术,研究三磷酸肌醇(trisphosphate inositol,IP3)对猪冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance Ca2+-activated potassium channels,BK channels)的作用.结果显示:在内面向外式(inside-out)膜片下,IP3(10～50μmol/L)可以浓度依赖性地增加通道的开放概率,而对电流幅值无明显影响,开放概率的增加是通过明显缩短平均关闭时间实现的(n=11,P＜0.01);洗去药物后通道活性可以恢复到对照水平;IP3对通道的激活作用不随时间而衰减;IP3的降解产物对通道没有明显的激活作用.结果表明:在inside-out膜片下,IP3能够激活猪冠状动脉平滑肌细胞BK通道.

有氧运动诱导大鼠胸主动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道活性增加

目的:研究不同频次的规律性有氧运动对大鼠胸主动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(BKCa)活性的影响。方法:2月龄雄性Wistar大鼠24只,随机分为安静对照组(SED)、低频有氧运动组(3次/周,EX1)和高频有氧运动组(5次/周,EX2)。12周后取胸主动脉,急性分离动脉平滑肌细胞。应用膜片钳内面向外模式观察运动对其BKCa门控特性的影响。结果:在浴液游离钙离子浓度为1μM时,与SED相比,EX对BKCa单通道电导无显著影响,但可使其开放概率(Po)显著增加,同时通道平均开放时间(To)延长,平均关闭时间(Tc)缩短,且EX2的效应均比EX1显著。结论:长期规律有氧运动可以诱导大鼠胸主动脉平滑肌细胞BKCa通道活性增加,且在运动强度和持续时间一致的情况下,表现出频次依赖特性。

心房肌胞内钙浓度变化对心房颤动患者小电导钙激活钾通道电流的影响

目的:SK通道存在于心肌细胞上,其中SK2亚型主要表达在心房。SK2通道对胞内游离钙离子高度敏感,可快速将钙离子浓度的变化转换成细胞膜电位变化。本实验应用穿孔膜片钳技术记录人心肌细胞SK2电流,观察心房肌细胞SK2电流在窦性患者和心房颤动患者之间的差别,以及电极液中不同的钙浓度对两组细胞SK2电流的影响。方法:将接受体外循环手术的患者分为两组:心房颤动组和窦性心律组。以心房肌细胞为研究对象,用穿孔膜片钳技术记录人心肌细胞电流,观察窦性组与房颤组SK2通道电流的差异以及两组细胞SK2电流对电极液中钙敏感性的不同。结果:在全细胞穿孔膜片钳模式下,电极液中游离钙离子浓度为5×10-7mol/L时,记录到房颤组SK2通道电流明显大于窦性组,尤其是在超极化水平。膜电位在-130 mV时,窦性组与房颤组的SK2通道电流密度分别为(-2.92±0.35)pA/pF(n=6),(-6.83±0.19)pA/pF(n=3,P<0.05)。在电极液游离钙离子浓度分别为0 mol/L、5×10-7mol/L、10-6mol/L,膜电位为-130 mV时,窦性组SK2通道电流密度分别为(-1.43±0.33)pA/pF(n=7),(-2.92±0.35)pA/pF(n=6),(-10.11±2.15)pA/pF(n=8,P<0.05);房颤组SK2通道电流密度分别为(-2.17±0.40)pA/pF(n=4)(-6.83±0.19)pA/pF(n=3)(-14.47±2.89)pA/pF(n=4)(P<0.05)。结论:人心房肌细胞SK2通道具有电压不敏感、内向整流、apamin敏感的特性。电极液中钙浓度相同的情况下,房颤组的SK2电流密度明显大于窦性组,SK2通道电流对钙离子的敏感性高于窦性组,提示SK2通道钙敏感性增加可能与心房颤动的发生发展密切相关。

氧化应激损伤中电导和小电导钙激活钾通道介导的糖尿病大鼠肠系膜动脉舒张

目的探讨氧化应激在糖尿病阻力血管中电导钙激活钾通道(intermediate-conductance Ca2+-activated potassium channels,IKCa)和小电导钙激活钾通道(small-conductance Ca2+-activated potassium channels,SKCa)介导的内皮舒张功能障碍中的作用。方法采用高糖高脂饲料喂养联合链脲佐菌素注射建立糖尿病大鼠模型。采用离体血管张力实验观察大鼠肠系膜三级动脉内皮介导的舒张功能变化,Western blotting观察IKCa和SKCa的表达变化。结果 IKCa和SKCa介导的糖尿病大鼠肠系膜三级动脉舒张功能减弱,H2O2显著降低培养的人脐静脉内皮细胞IKCa和SKCa的表达,抗氧化剂α-硫辛酸(alpha lipoic acid,ALA)在体给药和体外孵育细胞可部分纠正IKCa和SKCa功能的损伤及表达的下调。结论糖尿病状态下氧化应激通过下调内皮细胞IKCa和SKCa表达而损伤IKCa和SKCa介导的血管舒张功能。

糖尿病患者肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道电流的变化

目的探讨糖尿病患者肠系膜动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)大电导钙激活钾通道(BKCa)的电流变化,阐明糖尿病对肠系膜动脉的损伤及其细胞电生理机制。方法将患者分为血糖正常的对照组(n=19)和糖尿病组(n=11),利用单通道膜片钳及全细胞穿孔膜片钳技术记录两组患者肠系膜动脉VSMCs BKCa电流的变化,并比较增加浴液中钙离子浓度[(Ca2+)i]至10-7mol/L时两组BKCa单通道电流的变化。结果在全细胞穿孔膜片钳下,测试电压范围内,膜电位分别为+50mV和+60mV时,对照组的电流密度明显高于糖尿病组(P<0.05),前者为(20.85±2.66)pA/pF(Vm=+50mV,n=10)和(27.49±2.71)pA/pF(Vm=+60mV,n=10),后者为(12.38±1.58)pA/pF(Vm=+50mV,n=6)和14.87±1.63pA/pF(Vm=+60mV,n=6)。在内面向外式膜片下(Vm=+40mV,[Ca2+]free=0),对照组BKCa单通道活性明显强于糖尿病组(P<0.05),对照组Tc=(622.6±173.8)ms,NPo=0.021±0.006(n=8),糖尿病组Tc=(1 912.8±346.6)ms,NPo=0.005±0.001(n=8)。增加浴液中[Ca2+]i至10-7 mol/L时,对照组BKCa通道活性明显增强(P<0.05),Tc=(194.1±40.1)ms,NPo=0.058±0.014(n=7)。但糖尿病组BKCa单通道电流幅度,通道开放时间,关闭时间和通道平均开放概率均无明显变化。结论糖尿病患者人VSMCs BKCa单通道开放概率减少和电流密度降低,且对Ca2+反应性降低,这可能是糖尿病肠系膜动脉功能损伤的原因。

大电导钙激活钾通道与血管平滑肌细胞增殖的研究进展

血管平滑肌（VSM）增生对于新生血管的生长是非常必要的，但受到生长因子和其他环境信号的影响，VSM增生也会导致心血管疾病和病理状态的发生如高血压、粥样硬化病变形成、血管成型术后再狭窄以及对生长中的肿瘤供给营养丰富的血液[1]。控制VSM增生的机制是非常复杂和多因素的，其中一个重要的因素就是钙激活钾通道（KCa）。KCa能够通过基因的协同表达，使VSM由收缩表型向增生表型的转变。

腺苷对原代培养的大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道的作用

目的在离子通道水平研究腺苷对原代培养的大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道(BKCa)的作用。方法采用新生24h的乳鼠,取出海马,清除表面血管,以胰酶消化和巴氏管吹打的方法制备海马神经元,细胞培养6～8d后,MAPⅡ染色鉴别神经元表面标志;采用全细胞膜片钳技术,对细胞进行封接、破膜并记录BKCa通道电流,以细胞旁方式给药观察不同浓度腺苷对BKCa通道的作用。结果原代培养的海马神经元上可以成功记录到BKCa电流,其为一组幅值较大,可以快速激活且几乎不失活的外向电流;腺苷(1～100μmol/L)可以增大BKCa电流,浓度越高,增长幅度越大;100μmol/L腺苷对BKCa电流的影响具有电压依赖性,同时它还可以使BKCa电流的激活曲线负向漂移。结论腺苷可以增大海马神经元BKCa电流幅值,这可能是腺苷作为内源性抗癫痫物质发挥抗癫痫作用的机制之一。

动脉粥样硬化兔血管平滑肌大电导钙激活钾通道KCMB1基因的mRNA表达量的变化研究

目的研究动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)时动脉血管平滑肌细胞大电导的钙激活钾通道(Large-conductance Ca2+-activated K+channel,BKca)β1亚单位(KCMB1)基因mRNA定量表达,探讨KCMB1基因在AS发生中的作用。方法建立兔AS模型,应用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR),检测AS时胸主动脉KCMB1基因的mRNA表达变化。结果大电导的钙激活钾通道KCMB1基因在动脉粥样硬化组胸主动脉中表达明显减少。结论大电导的钙激活钾通道β1亚单位调节血管平滑肌细胞的收缩,可能与AS的发生有一定的关系。

小电导钙激活钾通道磷酸化相关调节及其在心血管疾病中的作用

心血管疾病严重威胁人类健康，研究表明其发生发展多与离子通道活动相关。小电导钙激活钾通道（Small conductance calcium—activated potassium channels，SK channels）广泛存在于心血管系统的可兴奋细胞中，在调节心肌细胞复极化及维持心脏正常活动中起着重要作用，为心律失常的治疗提供了高度可能的靶点。SK通道的结构及Ca2＋门控特性已有相关综述描述，本综述主要讨论SK通道的磷酸化相关调节及其在心血管系统中的病理生理作用。

缬沙坦干预对缺氧性肺动脉高压大鼠大电导钙激活钾通道的影响

目的:观察缬沙坦对缺氧性肺动脉高压(PAH)大鼠肺动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassiumchannel,BKCa,MaxiK)的影响。方法:选取二级健康7周龄雄性SD大鼠30只,随机分为A组:对照组,B组:PAH模型组,C组:缬沙坦干预组。测定3组大鼠肺动脉平均压(PAMP),利用膜片钳全细胞模式记录肠系膜动脉平滑肌细胞膜电容、钾电流以及用四乙胺阻断BKCa后的电流,以计算BKCa电流值及其电流密度值,免疫组织化学染色观察BKCa蛋白的表达。结果:B组PAMP明显高于A组(P<0.01),而膜电容、BKCa电流和电流密度及BKCa蛋白表达平均积分吸光度(iOD)值均明显低于A组(P<0.05)。与B组相比较,给予缬沙坦干预后,C组的PAMP显著下降(P<0.01),BKCa电流和电流密度均有不同程度增加(P<0.05),而BKCa蛋白表达iOD值则无明显变化。结论:缬沙坦可有效降低缺氧性肺动脉高压大鼠的肺动脉压力,其机制可能是通过增加肺动脉平滑肌细胞BKCa的活性实现的。