钾离子通道在帕金森病中的研究进展

帕金森病(PD)是第二大神经退行性疾病,其致病机制与黑质(SN)中的多巴胺神经元严重丢失、α-突触核蛋白的大量积累有关。钾(K^(+))通道在中枢神经系统中广泛分布,在调节细胞兴奋性、突触传递和神经递质的释放中起关键作用。大量文献表明PD发生与K^(+)通道功能异常密切相关,PD也被认为是离子通道疾病。近年来的研究显示,干预K^(+)通道可以显著影响PD患者的运动和非运动障碍。本文对K^(+)通道在PD中的作用进行了综述,总结并讨论了干预K^(+)通道在PD治疗中的影响,为PD的预防和治疗提供新思路。

葛根素对大鼠心肌细胞离子通道的影响

目的探讨葛根素对大鼠心肌细胞离子通道的影响及其抗心律失常的电生理学机制.方法采用Langendoff胶原酶灌注加浸泡法分离大鼠心室肌细胞,据不同细胞外灌流液将实验分5组对照组;葛根素1.2,2.4,4.8和9.6mmol/L组.分别用膜片钳全细胞记录各组内向整流钾通道(Ik1)、瞬时外向钾通道(Ito)的电流.结果在500ms去极化的实验条件下,葛根素使不同去极化水平时的Ik1瞬间电流及稳态电流均明显下降.随着药物剂量的增加,这种抑制作用也增强.结论葛根素对大鼠心肌细胞离子通道的作用主要是抑制Ik1,且抑制呈浓度依赖性.

心肌内向整流钾通道激动剂抑制异丙肾上腺素所致大鼠心室重构

目的:观察和探讨内向整流钾通道(Ⅰ_(K1))激动剂盐酸扎考必利(zacopride,Zac)对异丙肾上腺素(isoproterenol,Iso)所致心室重构的影响及作用机制。方法:SD大鼠随机分为正常对照组、Iso模型组、Zac干预组、Zac+氯喹干预组和卡托普利阳性对照组。腹腔注射异丙肾上腺素3 mg/kg,每天1次,连续给药10 d,观测各组全心质量/体质量比和左心室质量/体质量比。用全细胞膜片钳技术检测大鼠心室肌细胞电压门控钙电流(Ⅰ_(Ca-L))、静息膜电位(RMP)及动作电位时程(APD)的变化。选用新生1~3 d的SD乳鼠,用0.08%胰蛋白酶和0.04%Ⅱ型胶原酶消化心脏组织,经差速贴壁法和5-溴脱氧尿嘧啶核苷纯化心肌细胞后随机分成正常对照组、Iso模型组、Zac干预组、Zac+BaCl_2干预组和Zac+氯喹干预组,培养24 h后用激光共聚焦显微镜检测心肌细胞内游离钙离子浓度。结果:Iso模型组与正常对照组比较,全心肥厚指数、左心室肥厚指数明显增加,膜片钳结果提示RMP减小APD明显延长;Zac干预组明显抑制心肌肥大,并增大RMP,缩短APD。同时应用低剂量Ⅰ_(K1)抑制剂氯喹可明显抑制Zac的抗心室重构作用,并逆转Zac对RMP和APD影响。在乳鼠心肌细胞,Iso可使细胞表面积增大,细胞内[Ca^(2+)]_i增高;Zac干预后细胞形态恢复至正常或接近正常水平,并显著减轻钙超载。Ⅰ_(K1)阻断剂BaCl_2和氯喹可阻断Zac的效应。结论:Ⅰ_(K1)选择性激动剂Zac明显抑制异丙肾上腺素所致的心室重构,其机制可能为增强Ⅰ_(K1),进而增大RMP,缩短APD,从而阻断心肌细胞内钙超载依赖的信号通路。

茉莉酸甲酯抑制拟南芥根伸长生长电生理学机制

以外源茉莉酸甲酯(JA-Me)处理拟南芥,运用膜片钳技术研究JA-Me、过氧化氢(H2O2)和内向K+通道之间的关系,以探讨茉莉酸类物质(JAs)抑制根伸长生长分子机制。检测到10-4mol/L的JA-Me能抑制根细胞质膜内向K+电流,表明可能与根的伸长生长有关,并且发现H2O2可能作为第二信使参与了JAs抑制根伸长生长的过程,H2O2介导的JA-Me对根细胞内向K+通道的抑制是根生长受抑的可能电生理机制。

扎考比利改善压力超负荷致大鼠心室重构的作用

目的:研究扎考比利(zacopride,ZAC)对腹主动脉缩窄所致大鼠压力超负荷性心室重构的改善作用。方法:通过腹主动脉缩窄构建大鼠压力超负荷心室重构模型,预防性给予ZAC、氯喹(chloroquine,Chlor)及ZAC+Chlor。连续给药8周,超声心动图评价心功能;计算心重/体重比(HW/BW)和左心室/体重比(LVW/BW);左心室心肌组织HE染色;透射电镜观察心肌细胞超微结构;Western blot检测大鼠心肌组织内向整流钾通道(IK1)蛋白表达;RT-PCR法检测心肌组织Kir2.1的mRNA表达。结果:与模型(vehicle)组相比,ZAC组大鼠心功能明显改善,LVEDS和LVEDD明显降低(P <0.05),LVEF和LVFS显著升高(P <0.01),HW/BW和LVW/BW显著降低(P <0.05),心肌肥大程度降低,心肌细胞横断面积明显减小(P <0.01),心肌超微结构明显改善。Chlor明显阻断了ZAC对腹主动脉缩窄所致压力超负荷大鼠心室重构的保护作用。与vehicle组相比,ZAC组大鼠心肌组织IK1蛋白表达和Kir2.1的mRNA显著升高(P <0.01)。结论:心肌IK1激动剂ZAC显著减轻大鼠左心室压力超负荷诱发的心室重构。

牛磺酸镁对缺氧/复氧致大鼠心肌细胞内向整流钾通道异常的影响

目的观察牛磺酸镁配合物(taurine magnesium coordi-nation compound,TMCC)对缺氧/复氧损伤所致大鼠心肌细胞异常内向整流钾通道电流(Ik1)的影响。方法采用Lan-gendorff逆行主动脉灌流酶溶液消化法急性分离大鼠单个心肌细胞,在电压钳模式下,应用全细胞膜片钳技术记录不同浓度TMCC对正常细胞和不同浓度TMCC及胺碘酮对缺氧/复氧模型细胞内向整流钾通道电流Ik1的变化。结果不同浓度TMCC对正常大鼠心肌细胞的Ik1无明显性影响。缺氧/复氧能使Ik1内向电流峰值从(-13.05±1.43)pA.pF-1降至(-6.94±0.59)pA.pF-1(n=6,P<0.01),内向电流曲线上移。与缺氧/复氧组相比,TMCC(100、200、400μmol.L-1)可使减小的内向电流峰值分别恢复为(-7.21±0.79)pA.pF-1、(-7.28±0.22)pA.pF-1、(-10.96±0.78)pA.pF-1(n=6,P<0.01),24.24μmol.L-1胺碘酮使其恢复为(-8.80±0.97)pA.pF-1。TMCC(100、200、400μmol.L-1)和胺碘酮均可使上移的内向电流曲线下移。缺氧/复氧使大鼠心肌细胞Ik1外向电流峰值从(2.43±0.32)pA.pF-1降至(1.31±0.28)pA.pF-1,I-V曲线下移。与缺氧/复氧组相比,TMCC(100、200、400μmol.L-1)可使减小的外向电流分别恢复为(0.90±0.14)pA.pF-1、(1.84±0.46)pA.pF-1、(2.36±0.40)pA.pF-1、24.24μmol.L-1胺碘酮使其恢复为(2.16±0.69)pA.pF-1。TMCC(100、200、400μmol.L-1)和胺碘酮均可使下移的外向电流曲线上移。结论 TMCC对正常心肌细胞Ik1无影响,但能恢复缺氧/复氧减小的Ik1内向电流和外向电流峰值。提示TMCC对Ik1的作用可能是其发挥抗心律失常的机制之一。

ATP敏感钾通道的研究进展

ATP敏感钾通道(KATP)是一组将细胞膜电活动与细胞代谢联系在一起的重要通道.该通道是由磺酰脲受体(SUR)和内向整流钾通道(KIR6x)亚单位组成的异源四聚体(SUR/KIR6x)4.SUR与KIR6x基因在染色体上配对存在.KIR6x亚单位形成通道的电流孔道,SUR使通道对磺酰脲类药物、钾通道开放剂和Mg2+NDPs等调节因子敏感.不同亚型KATP通道特性由SUR与KIR6x亚单位组成决定.KATP通道门控受[ATP]i和[ADP]i调节,膜磷脂(PIPs)抑制通道对ATP的敏感性,细胞磷酸转移系统也参与ATP/ADP对通道的调节机制;磺酰脲类复合物(SUs)抑制KATP通道,钾通道开放剂(KCOs)激活KATP通道;G蛋白以及PKA、PKC、PKG等信使物质也参与通道的调节.KATP通道对胰岛素的分泌、心肌缺血预适应以及血管的张力起重要调节作用.

心肌肽素对豚鼠心室肌细胞内向整流钾电流的影响

目的研究心肌肽素对豚鼠心室肌细胞内向整流钾电流(IK1)的影响,探讨心肌肽素抗心律失常的作用机制。方法用急性酶解法分离豚鼠心室肌细胞,用标准的全细胞膜片钳技术,观察不同浓度的心肌肽素对内向整流钾电流的影响。结果在测试电压100mV的条件下,观察豚鼠心室肌细胞IK1内向电流对心肌肽素的影响。10μg/ml心肌肽素使IK1从给药前21.0±6.3pA/pF降低到给药后18.4±5.4pA/pF(P<0.05),抑制率为(20±3)%。50μg/ml心肌肽素使IK1从给药前22.8±5.5pA/pF降低到给药后16.0±3.8pA/pF(P<0.01),抑制率为(32±6)%。50μg/ml心肌肽素没有改变IK1的电流密度电压曲线形态。结论心肌肽素抑制豚鼠心室肌细胞IK1,可能是其抗心律失常作用的机理之一。

细胞外Ba^(2+)对双基因内向整流钾通道的阻断作用

目的 :研究 Ba2 +对非洲爪蟾卵母细胞表达的双基因内向整流钾通道 (IRK1- T)的阻断作用。方法 :采用双微电极电压钳 (TEV)法。结果 :细胞外 Ba2 +浓度分别为 1,3,10和 10 0μmol/ L ,K+浓度为 90 mm ol/ L ,可见 Ba2 +的阻断作用对 IRK1- T的瞬间电流 (施加电压后 1m s)具有浓度依赖性、时间依赖性和电压依赖性 ;快速开通道阻断剂 Ba2 +对 IRK1- T的通道开关特性几乎无影响作用 ,IRK1- T对之不通透。三级指数拟合表明 :细胞外 Ba2 +低浓度(1和 3μm ol/ L )时 ,Ba2 +与 K+相互竞争同一结合位点 ,随着 Ba2 +浓度的增加 ,时间常数不增加但拟合的权数却浓度依赖性增加 ,所以失活过程随 Ba2 +浓度的增加越来越快 ;细胞外 Ba2 +高浓度 (10和 10 0μm ol/ L )时 ,时间常数随Ba2 +浓度的增加而减少 ,拟合的权数却浓度依赖性减少 ,失活过程也越来越快 ,说明 Ba2 +作用位点由通道的表面部位进入通道更深的地方。结论 :Ba2 +对 IRK1-

细胞外Ba^(2+)对内向整流钾通道的阻断作用

实验采用双微电极电压箝 (TEV)法研究Ba2 +对非洲爪蟾卵母细胞表达的内向整流钾通道 (IRK1)的阻断作用。细胞外Ba2 +浓度分别为 0 ,1,3 ,10和 10 0 μmol/L ,K+浓度分别为 10和 90mmol/L ,可见快速开通道阻断剂Ba2 +对IRK1的瞬间电流 (施加电压后 1ms)的阻断作用依赖Ba2 +、K+、时间和电压 ;但对IRK1的开关特性几乎无影响 ,IRK1对之不通透。三级指数拟合的结果表明 :细胞外Ba2 +低浓度 ( 1和 3 μmol/L)时 ,Ba2 +与K+相互竞争同一结合位点 ,随着Ba2 +浓度的增加 ,时间常数不增加但拟合的权数却呈浓度依赖性增加 ,所以失活过程随Ba2 +浓度的增加越来越快 ;细胞外Ba2 +高浓度 ( 10和 10 0 μmol/L)时 ,时间常数随Ba2 +浓度的增加而减少 ,拟合的权数却呈浓度依赖性减少 ,失活过程也越来越快 ,说明Ba2 +作用位点由通道的表面进入了通道更深的部位。上述结果提示 ,Ba2 +对IRK1的阻断存在两种不同的机制。细胞外K+浓度为 90mmol/L和Ba2 +浓度为 3 0 μmol/L时 ,Mg2 +或Mn2 +可与Ba2 +争夺结合位点 ,随着Mg2 +或Mn2 +浓度增加 ,失活过程逐渐减缓 ,Ba2 +在通道中的结合点也逐渐离开通道 ,Mg2 +能而Mn2 +不能进入通道较深处阻断通道 。

平滑肌内向整流钾通道(K_(IR))

平滑肌内向整流钾通道在维持和调节细胞膜电位中发挥重要作用,并可能成为新的治疗靶点.综述了其分子学基础、电生理特性、生理功能和调控机理等研究进展.

细胞内pH对胆碱能受体介导的Kir3.1/3.4电流的调节

目的 研究细胞内pH对胆碱能受体介导的Kir3 1/3 4电流的调节作用。方法 应用AzideNa、KHCO3 和通过灌流直接降低细胞内 pH ,用双电极电压钳和膜片钳方法观察在蛙卵细胞中表达的Kir3 1/ 3 4钾离子通道电流的变化和M受体激活对Kir3 1/ 3 4电流调节的变化。结果 细胞内 pH降低能抑制Kir3 1/ 3 4的电流 ;Kir3 1/ 3 4对细胞内pH的敏感性介于另外两种Kir通道Kir2 1和Kir2 3之间 ,即这三种通道对细胞内 pH的敏感性依次为Kir2 3>Kir3 1/ 3 4 >Kir2 1;细胞内pH降低能够减弱M1受体激活对Kir3 1/ 3 4的抑制作用 ,加强M2 受体激活Kir3 1/ 3 4电流后的去敏作用。结论 在维持细胞静息电位方面起重要作用的Kir3 1/ 3 4通道在细胞内pH降低的情况下基础电流和M受体激活调节电流均发生了变化 ,这些变化在缺血缺氧引起的细胞 (如心肌细胞 )

内向整流钾通道阻断剂对内皮祖细胞功能的影响

目的：研究内向整流钾通道阻断剂氯化钡（Ba Cl2）和氯化铯（Cs Cl）对内皮祖细胞（EPCs）功能的影响。方法：利用密度梯度离心法体外分离大鼠骨髓单核细胞,并进行体外诱导培养。待细胞培养至3-5代时将细胞消化并等密度接种于六孔板中,待细胞融合至80%时用含2%胎牛血清的M199对其进行同步化处理,然后分组进行干预。本实验主要分两组：1Ba Cl2（100μmol/L）及其无Ba Cl2的台氏液组;2Cs Cl（1 mmol/L）及其正常对照组。依照上述分组加入阻断剂干预12 h后,检测迁移、粘附功能及基质细胞衍生因子（SDF-1）、前列环素（PGI2）基因表达的变化。此外,收集各组处理3 d后的细胞上清,用ELISA试剂盒检测上清中SDF-1的含量。并进一步通过信号通路阻断剂预先干预内皮祖细胞（EPCs）,然后重复上述处理,并用荧光定量RT-PCR检测SDF-1基因表达的变化来推测其作用机制。结果：与对照组相比,用Ba Cl2、Cs Cl处理后的EPCs迁移、粘附能力显著增强,SDF-1、PGI2基因表达量增加;ELISA检测结果显示,SDF-1分泌量较对照组明显增加。Ba2＋、Cs＋促进SDF-1分泌与e NOS信号通路有关;促进PGI2的分泌与P38信号通路相关。结论：Ba2＋、Cs＋具有促进EPCs迁移、粘附和分泌功能;SDF-1分泌增加的机制可能是通过e NOS信号通路来完成的,而PGI2与P38信号通路有关联。

蛇床子素对体外培养大鼠乳鼠心肌细胞钾通道的影响

目的研究蛇床子素对体外培养大鼠乳鼠心肌细胞钾通道电流的影响。方法采用全细胞膜片钳技术,首先在乳鼠心肌细胞上诱导出内向整流钾电流和瞬时外向钾电流,然后观察蛇床子素对这2种钾电流的影响。结果蛇床子素以浓度依赖的方式快速可逆地抑制心肌细胞瞬时外向钾电流,抑制的半有效浓度为(101.1±5.2)μmol.L-1,蛇床子素不改变瞬时外向钾通道的激活动力学。蛇床子素对内向整流钾电流有一定的抑制作用,在200μmol.L-1的浓度下抑制(68.2±7.5)%的内向钾电流。结论蛇床子素能够抑制乳鼠心肌细胞钾通道电流,并呈浓度依赖性。

氟啶虫酰胺作用靶标——内向整流钾离子通道研究进展

氟啶虫酰胺是一种高选择性杀虫剂,主要用于防治刺吸式口器害虫。有关该杀虫剂的分子靶标长期未知。近年来随着研究的逐渐深入,相关作用靶标已逐步得到明确。早期研究表明,氟啶虫酰胺通过抑制剌吸式口器害虫的取食,造成害虫因饥饿而死亡;最新研究发现,其作用靶标是内向整流钾离子(Kir)通道,纳摩尔浓度级的氟啶虫酰胺即可阻断褐飞虱的Kir通道。氟啶虫酰胺通过抑制昆虫Kir通道,干扰昆虫细胞的离子稳态与平衡电位,尤其是破坏马氏管与唾液腺的正常分泌功能,从而影响昆虫的取食与排泄过程,最终导致害虫死亡。文章对氟啶虫酰胺的作用靶标、作用机制及应用等方面的研究进展进行了综述,总结分析了昆虫Kir通道的结构及其所参与的生理功能,分析了氟啶虫酰胺通过抑制该离子通道致使害虫死亡的具体作用机制,并介绍了针对靶向Kir通道药物的高通量筛选方法与研究进展,可为杀虫剂新靶标挖掘与靶向此类新靶标药剂的创制提供研究思路。

容量超负荷大鼠左室内向整流钾通道蛋白表达的研究

目的观察容量超负荷心衰大鼠左室心肌内向整流钾通道(IK1)各亚型的蛋白表达。方法通过腹主动脉-下腔静脉造瘘法建立容量超负荷大鼠心衰模型,同时设立假手术组。术后8周后用心动超声、血清脑钠肽(BNP)、心体比等评价心衰模型,采用免疫荧光染色和Western blot测定两组大鼠左室心肌IK1的亚型Kir2.1、Kir2.2、Kir2.3的蛋白表达。结果心衰组与假手术组大鼠相比,心动超声示心脏收缩与舒张功能均明显减低(P<0.01),血清BNP水平明显升高(P<0.01),心体比明显增大(P<0.01),IK1通道的亚型Kir2.1、Kir2.2、Kir2.3在细胞膜与细胞质均表达,其蛋白表达量均明显下降(P<0.01),分别下降了13.2%、24.7%、8.9%。结论慢性心力衰竭大鼠左室心肌IK1通道各亚型的蛋白表达量均明显降低。

细胞外Mn^(2+)对内向整流钾通道(IRK1)的阻断作用

目的和方法 :采用双微电极电压钳 (TEV)法研究细胞外Mn2 +对非洲爪蟾卵母细胞表达的内向整流钾通道(IRK1)的阻断作用。结果 :细胞外Mn2 +浓度分别为 0、1.2 5、2 .5、5、10和 2 0mmol/L ,K+浓度为 90mmol/L ,可见Mn2 +对IRK1的瞬间电流 (施加电压后 2ms)具有Mn2 +浓度依赖性和电压依赖性阻断作用 ;细胞外加Mn2 +后反转电位没有变化 ,因而IRK1对之不通透。细胞外Mn2 +浓度较低时 ,抑制作用的效力比Mn2 +浓度较高时强 ;细胞外K+浓度为 90mmol/L和Ba2 +浓度为 30 μmol/L时 ,Mn2 +可竞争性与Ba2 +争夺结合位点 ,随着Mn2 +浓度增加 ,电流失活过程逐渐减缓 ,电场距离分数由 0 .45逐渐变小至 0 .2 8,Ba2 +在通道中的结合位点也逐渐离开通道 ,说明多离子通道IRKl中具有多离于阻断形式 ,同时也表明Mn2 +与Ba2 +。都是IRKl的一种快速开通道阻断剂。结论 :细胞外Mn2

牵拉刺激对豚鼠心室肌动作电位时程的影响及其机制

目的本实验观察了牵拉刺激对离体豚鼠左心室乳头肌动作电位的影响,为探讨心肌牵张激活离子通道电流的特点提供实验依据。方法实验采用标准微电极细胞内记录技术引导豚鼠心室乳头肌细胞动作电位,用微机化生理信号采集分析系统(NSA-Ⅲ)记录并处理信号。结果①牵拉心肌可加快整个复极过程,APD20、APD50和APD90均有缩短(P<0.05)。牵拉作用呈心肌长度依赖性。牵拉刺激对RP和APA无显著性影响(P>0.05)。②内向整流钾通道(IK1)阻断剂BaCl2(100μmol/L)可明显减弱因牵拉刺激导致的动作电位时程缩短。应用格列本脲、奎尼丁和氯化钆与未用药组比较无显著差异(P>0.05)。结论①在豚鼠心室肌存在牵拉刺激激活的外向电流,这种电流加快复极过程,使动作电位时程明显缩短。②该电流可能与内向整流钾通道(IK1)有关,但是与ATP敏感性钾通道和IKr无关。

细胞外Cs^+对内向整流钾通道(IRK1)的作用

采用双微电极电压箝(TEV)法研究Cs +对非洲爪蟾卵母细胞表达的内向整流钾通道(IRK1)的作用及其机制。细胞外Cs+ 造成的IRK1内向电流的失活是Cs+ 浓度、K+ 浓度、时间和电压依赖性的,因此Cs+ 一直被认为是IRK1的一种效率最大的快速通道阻断剂之一 ;当细胞外K+浓度为10mmol/L和90mmol/L时 ,电场分数δ分别为0.912±0.065和0.833±0.062 ,说明Cs +的作用位点随K+ 浓度的减少进入通道更深的地方。细胞外Cs+ 浓度增加或K+ 浓度减少可加快失活过程。因此只有在细胞外Cs+ 浓度减少至10μmol/L与K+ 浓度增加至90mmol/L时 ,Cs+ 造成的IRK1内向电流的失活程度最小 ,只有此时才可观察到细胞外Cs +时间依赖性和电压依赖性增加IRK1的瞬间内向电流(施加电压后1ms)的作用。使用三个指数拟合外推的分析结果表明 :细胞外Cs+ 对IRK1的瞬间内向电流(施加电压后0.5ms)增加作用更明显。细胞外Cs+ 对IRK1的外向电流几乎无作用 ;因为在细胞外加入Cs+ 后反转电位仅变化0.367±1.167mV ,所以IRK1对Cs+不通透。结论 :Cs +不只是IRK1的一快速的通道阻断剂 ,细胞外Cs+还可在增大IRK1内向电流的同时使作用的时程缩短。

细胞外La^(3+)对内向整流钾通道(IRK1)的阻断作用

本文采用双微电极电压钳 (TEV)法研究细胞外La3+对非洲爪蟾卵母细胞表达的内向整流钾通道(IRK1)的阻断作用。细胞外La3+浓度分别为 0 ,0 1,0 3,1,3和 10mmol/L ,K+浓度为 90mmol/L ,可见La3+对IRK1的瞬间电流 (施加电压后 1 5ms)具有La3+浓度依赖性、时间依赖性和电压依赖性阻断作用 ;阻断剂La3+对IRK1的门控特性和外向电流几乎无影响作用 ;细胞外加La3+后反转电位没有变化 ,因而IRK1对之不通透。细胞外La3+在减少IRK1电导的同时增加IRK1的归一化电导。三级指数拟合的结果表明 :拟合的时间常数不随La3+浓度的增减而增减 ,这表明细胞外La3+对IRK1的抑制作用可能通过了表面电荷机制或La3+在通道中的阻断位点在通道表面。因为La3+浓度较低时 ,阻断的效力与La3+浓度较高时的差异不大 ,所以La3+不会通过表面电荷机制进行IRK1阻断的 ,因此La3+是IRK1的一种快速开通道阻断剂 。