脂多糖活化星形胶质细胞并下调其内向整流性钾离子通道(Kir4.1)的表达

目的探讨脂多糖(LPS)对星形胶质细胞的活化作用及内向整流性钾离子通道4.1(Kir4.1)表达的影响。方法分离培养新生SD大鼠大脑皮层星形胶质细胞;LPS处理或者和白细胞介素1受体拮抗剂(IL-1ra)处理培养的细胞,MTT法检测细胞活力,免疫细胞化学技术检测星形细胞胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达,ELISA检测细胞培养上清中的IL-1β的水平,实时定量PCR法检测星形胶质细胞IL-1β和Kir4.1 mRNA的表达情况。结果 LPS促进星形胶质细胞的活化具有浓度和时间依赖性。LPS可促进星形胶质细胞IL-1β的分泌和IL-1βmRNA的表达,下调Kir4.1 mRNA的表达;与LPS组相比较,IL-1ra可以有效对抗上述两结果。结论 LPS可诱导培养的星形胶质细胞活化;LPS下调星形胶质细胞Kir4.1 mRNA表达可能与IL-1β有关。

基于弹性和复杂网络模型的内向整流型钾通道Kir3.2的动力学及关键位点研究

内向整流型钾通道蛋白Kir3.2能够调节钾离子的跨膜流动,具有重要的生理功能。由于其与神经和心肌系统的疾病相关,因此是一个重要的药物靶点。为研究该通道的动力学和功能性关键位点,我们首先利用高斯网络模型(GNM)对该通道进行建模,分析其结构的柔性,及各功能区域间的运动相关性;然后,构建运动相关性加权的复杂网络模型,通过依次敲除节点获得网络特征路径长度的变化来识别关键位点。结果发现,GNM重现了通道各区域的柔性;界面螺旋、跨膜螺旋和CTD区域间存在显著的运动正相关,这促进了通道与配体的结合和结构的稳定;所识别的关键残基对通道的激活、结构的稳定和变构信号交流起重要作用。本工作有助于加强对Kir3.2通道工作机制的理解,所识别的功能位点可为药物设计提供有价值的信息。

IL-6促进大鼠星形胶质细胞活化并下调内向整流钾离子通道4.1(Kir4.1)的表达

目的探讨白细胞介素6(IL-6)对大鼠星形胶质细胞(Ast)的活化作用及其对内向整流钾离子通道4.1(Kir4.1)表达的影响。方法分离培养新生SD大鼠的大脑皮层Ast,用IL-6或联合IL-6受体拮抗剂(IL-6Ra)处理培养的Ast,CCK-8法检测细胞活力;实时荧光定量PCR和Western blot法分别检测IL-6对Ast Kir4.1通道的mRNA和蛋白表达的影响。结果IL-6在一定剂量(≤30 ng/mL)和作用时间(≤24 h)范围内可促进Ast的活化;用30 ng/mL的IL-6处理Ast 24 h后,Kir4.1通道的mRNA和蛋白表达均显著下降,但此作用可被IL-6Ra所逆转。结论IL-6可促进Ast活化和下调Kir4.1通道的表达。

人颞叶内侧癫痫海马组织星形胶质细胞水通道蛋白4和内向整流性钾离子通道4.1的再分布

目的研究人颞叶内侧癫痫海马组织星形胶质细胞水通道蛋白4(AQP4)和内向整流性钾离子通道4.1(Kir4.1)的分布。方法对10例颞叶内侧癫痫(MTLE)和6例非颞叶内侧癫痫(non-MTLE)手术切除海马组织,应用光镜及透射电镜观察组织学及超微结构,免疫荧光组织化学法观察星形胶质细胞AQP4和Kir4.1的分布。结果 MTLE海马组织星形胶质细胞大量增生伴明显肿胀,神经元显著固缩。non-MTLE海马组织中,AQP4和Kir4.1在星形胶质细胞血管周围足突(pAST-ef)分布多于其他部位,呈现极性分布特点;而在MTLE海马组织中,AQP4和Kir4.1在pAST-ef分布减少,其他部位分布增加,极性分布改变。结论海马组织星形胶质细胞上AQP4和Kir4.1极性分布变化可能与颞叶内侧癫痫发生相关。

内向整流钾通道Kir2.1亚型的表达及功能

内向整流钾通道Kir2.x亚家族中的Kir2.1一直以来是离子通道研究的热点领域。目前,Kir2.1主要在心血管内皮细胞、壁细胞、乳腺内分泌细胞、腮腺细胞、视网膜内皮细胞等细胞中表达并发挥着不同的生理功能。本文就Kir2.1在组织细胞中的分布及功能做以综述。

慢病毒介导RNA干扰心房区心肌细胞Kir2.2基因对Kv2.1钾通道及内向整流钾电流的影响

目的探讨慢病毒介导RNA干扰心房区心肌细胞Kir2.2基因对Kv2.1钾通道及内向整流钾电流的影响。方法构建携带Kir2.2基因干扰RNA的慢病毒载体(pGCSIL-Kir2.2-siRNA),并转染大鼠心房区心肌细胞,采用荧光显微镜观察携带报告基因GFP的慢病毒载体(pGCSIL-GFP-siRNA)在心肌细胞的转染情况,根据实验设计分为三组:Control组(不行慢病毒转染)、Ad-siRNA-null组(仅行空慢病毒转染)和Ad-siRNA-Kir2.2组(行pGCSIL-Kir2.2-siRNA慢病毒转染)。分别采用RT-PCR和Western印迹检测三组的Kir2.2基因的mRNA及Kv2.1钾通道的蛋白水平,采用膜片钳技术记录RNA干扰前后的心肌细胞内向整流钾电流(IK1)的变化情况。结果 pGCSIL-GFP/Kir2.2-siRNA慢病毒载体构建成功,且pGCSIL-GFP-siRNA转染心房肌细胞后,超过80%的细胞均可检测GFP(MOI=50),载体可正确表达;RT-PCR显示干扰后的细胞Kir2.2基因表达受到明显抑制,Ad-siRNA-Kir2.2组的Kir2.2基因的mRNA和Kv2.1钾通道的蛋白水平均下降,与其余两组相比均有差异(P<0.05);与Control组相比,Ad-siRNA-Kir2.2组的IK1减弱,电流密度降低,且电流-电压曲线上移,内向电流(-100 mV)和外向电流(-60 mV)均降低。结论慢病毒介导RNA干扰心房区心肌细胞Kir2.2基因可降低Kv2.1钾通道的表达并抑制内向整流钾电流。

慢性颞叶癫大鼠海马内向整流钾通道Kir2.3 mRNA的动态变化

目的探讨慢性颞叶癫大鼠海马不同时间点内向整流钾通道Kir2.3mRNA的表达变化及Kir2.3通道与颞叶癫发病机制之间的关系。方法匹罗卡品诱发大鼠产生癫持续状态(statusepilepticus,SE),经过2周成模为慢性颞叶癫大鼠。以SE终止后0h、6h、72h和2周作为时间点,分别用RT-PCR方法检测致痫大鼠海马中Kir2.3通道mRNA的表达变化。结果正常对照组、SE终止后0h、6h、72h、2周各时间点Kir2.3mRNA与β-actin比值分别为0.080±0.030、0.103±0.045、0.164±0.026、0.132±0.024和0.011±0.008,其中6h组比值增高,和对照组比较差异具有统计学意义(P<0.05);2周组比值的降低,和对照组比较差异亦具有统计学意义(P<0.05)。结论离子通道的改变可能是一个动态变化的慢性过程。在致痫大鼠SE发生2周后,即转入慢性自发性癫发作时,可能是Kir2.3通道表达发生变化的转折点,从而成为痫性发作的基础。

内向整流钾离子通道Kir3.x的门控机制

内向整流钾离子通道Kir3.x在多种细胞上表达,对控制细胞的电兴奋性起着重要的作用。Kir3.x通道的"开-关"受多种因素调控。Kir3.x通道上氨基酸残基特别是调节区域的氨基酸的突变严重影响通道的门控,并与多种疾病的发生有关。细胞内的pH值、PIP2、Gβγ和Na+浓度的变化也影响Kir3.x通道的活化。

昆虫内向整流钾离子通道的结构与功能

内向整流钾离子通道(inwardly-rectifying potassium channels, Kir)在动物体内承担着重要的生理功能。有关昆虫Kir的研究虽然不多,但近5年来却取得许多重要进展,本文就昆虫Kir近年来的研究进展进行评述。目前对昆虫Kir的研究主要集中在双翅目与半翅目,对基因组的分析以及基因克隆研究表明,昆虫Kir基因数量较少,远低于哺乳动物。双翅目的冈比亚按蚊Anopheles gambiae与埃及伊蚊Aedes aegypti有5~6个Kir基因,黑腹果蝇Drosophila melanogaster仅3个Kir基因,半翅目的褐飞虱Nilaparvata lugens与热带臭虫Cimex lectularius也只有3个Kir基因,而大豆蚜Aphis glycines的Kir基因数则减少到2个,第3个Kir基因的丢失可能与其马氏管的退化有关。系统进化分析表明昆虫Kir具有3个亚家族,但与哺乳动物的7个Kir亚家族没有直系同源关系。尽管如此,昆虫Kir具有与哺乳动物Kir类似的基本结构特征:由4个亚基组成四聚体通道,每个亚基具有2个跨膜区(TM1与TM2),TM1与TM2之间具K^+选择过滤序列。昆虫的Kir基因主要在唾液腺与马氏管中高水平表达,Kir抑制剂可阻断唾液腺与马氏管的分泌活性,从而影响昆虫的取食与排泄活动并使昆虫致死,说明这2类组织器官的分泌活性与Kir有关,Kir介导的K^+跨膜转运驱动了这类组织中上皮细胞的分泌活动。更为重要的发现是氟啶虫酰胺对褐飞虱Kir具有很高的阻断活性,并影响其唾液分泌与排泄功能,证明了Kir就是该杀虫剂的分子靶标。最后本文还对昆虫Kir研究中存在的科学问题进行了分析,展望了开发靶向Kir的新型杀虫剂的研究前景。

内向整流钾通道对少突胶质前体细胞发育的作用

目的研究内向整流钾通道Kir4.1对少突胶质细胞(OL)发育的作用。方法体外原代分离培养少突胶质前体细胞(OPC),利用PCR和Western blot技术检测OPC和成熟OL中Kir4.1和髓鞘相关蛋白MBP的基因和蛋白表达水平。用desipramine(DES)阻断Kir4.1通道后,再检测细胞增殖和分化及MBP的表达情况。结果Kir4.1在OL细胞中表达升高,阻断Kir4.1可以促进OPC增殖,但是抑制OPC向OL细胞分化。结论Kir4.1在OL细胞发育过程中发挥着重要作用。

IL-1β促进星形胶质细胞增殖并下调Kir4.1的表达

目的探讨白细胞介素1β(IL-1β)对星形胶质细胞增殖及其内向整流性钾离子通道4.1(Kir4.1)表达的影响。方法体外培养新生SD大鼠大脑皮层星形胶质细胞;用IL-1β或者和白细胞介素1受体拮抗剂(IL-1Ra)处理培养的星形胶质细胞,流式细胞术检测IL-1β对星形胶质细胞细胞周期的影响;荧光定量PCR检测IL-1β对星形胶质细胞Kir4.1 mRNA表达的影响;Western blot法检测IL-1β对星形胶质细胞Kir4.1蛋白表达的影响。结果 IL-1β可以以剂量和时间依赖的方式促进星形胶质细胞的增殖。用10 ng/m L的IL-1β处理星形胶质细胞24 h后,Kir4.1 mRNA和蛋白的表达均下降,IL-1Ra可以有效对抗由IL-1β引起的Kir4.1 mRNA和蛋白的表达下降;Kir4.1 mRNA和蛋白的表达下调也能因IL-1β的去除而部分被恢复。结论 IL-1β可以促进星形胶质细胞的增殖,IL-1β是影响星形胶质细胞Kir4.1表达的关键因素。

大鼠kir2.1通道重组质粒的构建及其在HEK293细胞中的表达

内向整流钾电流（IK1）是心肌最主要的背景外向电流,参与静息电位的维持和心肌动作电位3 期终末的复极,进而调控心肌的兴奋性和传导性[1,2].已知心肌细胞IK1通道主要由Kir2 亚家族（Kir2.x） 中的Kir2.1、Kir2.2 和Kir2.3 构成,它们的编码基因分别是KCNJ2、KCNJ12 和KCNJ4.其中,Kir2.1是最重要的亚型[3], 也是组成人类心肌细胞IK1电流的主要亚单位[4],大量研究表明IKir2.1减弱或增强均可导致严重的心律失常[1,2].基于此,国内外众多学者在抗心律失常药物筛选过程中将目光投向了Kir2.1 通道,Kir2.1 通道电流克隆细胞模型成为必备的研究工具.本研究利用分子克隆技术, 构建pEGFP-N1-Kir2.1 真核表达质粒, 并对其在人胚胎肾细胞（HEK293）中的表达进行检测.

Kir2.1与钾通道病

Kir2.1是内向整流钾通道(Kir)家族的重要成员之一,其编码基因为KCNJ2。Kir2.1异常可引起钾通道结构的缺陷、离子通道功能异常,病变可累及神经、肌肉、心脏等多器官和系统,通称为钾通道病。本研究综述了Kir2.1及其与钾通道病的研究进展。

水通道蛋白-4与钾离子通道4.1在脊髓水肿中作用机制的研究进展

脊髓水肿是脊髓继发性损伤非常重要的病理生理基础,影响着脊髓损伤的修复与预后。水通道蛋白-4广泛分布于机体各器官,在脑和脊髓中高表达。内向整流钾离子通道4.1是近年发现的表达于中枢神经系统星形胶质细胞上的蛋白,在功能上与水通道蛋白互通。水通道蛋白-4和内向型整流钾离子通道4.1在脊髓水肿形成和消除过程中发挥重要作用,并且对抑制胶质瘢痕形成,促进兴奋性毒物的清除有一定作用。

Kir4.1对少突胶质前体细胞分化的影响

目的探究内向整流钾离子通道4.1(inwardly rectifying K channel 4.1,Kir4.1)对少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cell,OPC)分化的影响。方法体外分别培养OPC和少突胶质细胞(oligodendrocyte,OL),qRT-PCR检测OPC和OL中Kir4.1的mRNA表达情况,Western blot检测OPC与OL中Kir4.1的表达水平。将OPC细胞分为对照组及Kir 4.1阻断剂地昔帕明(desipramine,Des)处理的Des处理组,Western blot检测髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)的表达;免疫荧光细胞染色法检测对照组和Des处理组中少突胶质细胞转录因子2(oligodendrocyte transcription factor 2,Olig2)与MBP的表达水平。结果Kir4.1在OPC和OL中均有表达,与OPC比较,OL中Kir4.1的mRNA和蛋白的表达量均增加(P均<0.01);Des处理组MBP的表达水平低于对照组(P<0.01);免疫荧光结果显示,Des处理组MBP的表达低于对照组(P<0.01)。结论在OPC的分化过程中,Kir4.1发挥着非常重要的作用,在体外阻断Kir4.1会抑制OPC的分化。

活血通络利水方对缺氧视网膜Müller细胞中AQP4和Kir4.1表达的影响

目的探讨在氯化钴(CoCl2)诱导的缺氧条件下,活血通络利水方(HXTL)对大鼠视网膜Müller细胞中水通道蛋白4(AQP4)和内向整流钾通道4.1(Kir4.1)表达的影响。方法原代培养并鉴定SD大鼠视网膜Müller细胞,建立CoCl2诱导细胞缺氧模型,予大鼠生理盐水以及低、中、高剂量HXTL(分别含生药0.4、0.8、1.6 g/mL)灌胃,2 mL/d,7 d后采血制备血清。Müller细胞分为正常对照组、CoCl2诱导组、CoCl2+低剂量HXTL血清组、CoCl2+中剂量HXTL血清组、CoCl2+高剂量HXTL血清组,利用免疫组化染色以及Western Blot方法分析细胞中AQP4和Kir4.1表达。结果CoCl2明显抑制Müller细胞存活,构建细胞缺氧模型。与正常对照组比较,CoCl2显著上调Müller细胞中AQP4表达并下调Kir4.1表达;与CoCl2诱导组比较,不同浓度HXTL血清均显著降低AQP4表达并升高Kir4.1表达,差异具有统计学意义,且呈剂量依赖性。结论HXTL能够调节缺氧条件下Müller细胞中AQP4和Kir4.1表达,以维持Müller细胞水液平衡。

稳定表达大电导钙激活钾通道α亚基的细胞株构建及其排钾的分子机制研究

目的·构建稳定表达大电导钙激活钾通道(large conductance Ca^2+-activated K+channel, MaxiK或BK)α亚基的HEK293细胞株,探讨BKα通道的排钾机制。方法·构建带Myc标签的BKα质粒,采用脂质体转染方法将BKα质粒转染至HEK293细胞系中,用药物G418筛选阳性单克隆细胞株,分别以Western blotting和细胞免疫荧光法检测BKα蛋白表达及定位。将稳定表达BKα蛋白的HEK293细胞系培养于玻片,形成单细胞层,分别给予5 mmol/L和100 mmol/L钾离子浓度的浴液,膜片钳单通道记录BKα的离子流。内向整流性钾通道Kir4.1的野生型和突变型(G77R、G130R、C140R和R297C)分别转染稳定转染BKα的HEK293细胞后提取膜蛋白,Western blotting检测BKα的表达情况。结果·转染后的HEK293细胞中挑选表达BKα通道的细胞株,细胞免疫荧光验证了BKα通道表达及其在细胞膜上表达。在给予100 mmol/L钾离子浓度浴液的情况下,BKα的通道开放频率(NPo)快速增加。Kir4.1的野生型和突变型分别转染稳定转染BKα的HEK293细胞后提取膜蛋白,Western blotting检测发现转染Kir4.1突变体质粒的HEK293细胞的BKα表达较野生型增加(P<0.05)。结论·成功地建立了稳定表达BKα的HEK293细胞株,BKα通道可以被高钾溶液激活;BKα通道的膜表达水平与Kir4.1通道功能状态有关,可能是由于突变的Kir4.1通道导致细胞去极化,从而激活BKα。

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 )

水通道蛋白-4内向整流钾离子通道4.1与癫痫的关系

水通道蛋白-4(Aquaporin,AQP4)是一种与水分子跨膜转运有关的膜转运蛋白,广泛分布于机体与水分子快速跨膜转运的部位,在维持机体内水、电解质平衡中发挥着重要作用。内向整流钾离子通4.1(Inwardly rectifying K+channel,Kir4.1),是中枢神经系统内另一种重要的膜蛋白,具有微弱内向整流的性质,其生理功能是通过调节细胞外间隙中过量的K+浓度,维持其内环境的稳定。最新的研究表明,在生理状态下,AQP4与Kir4.1两种膜蛋白不仅在结构上存在相似性,在中枢神经系统内表达一致,而且在功能呈共耦联关系(AQP4介导的快速跨膜水转运与Kir4.1介导的K+跨膜转运呈功能性耦联)。二者互相协同,在中枢神经系统内水、电解质平衡中发挥着重要作用。在病理情况下,AQP4、Kir4.1及AQP4与Kir4.1两者耦联关系分别在癫痫的发生机制中起重要作用,现将相关进展作一综述。

Kir4.1在恶性胶质瘤中的表达及其潜在作用:数据库结合文献分析

目的探究内向整流钾通道Kir4.1在恶性胶质瘤中的表达情况,通过数据库并结合文献分析其与胶质瘤癫痫、水肿等症状的相关性及其相关机制。方法利用Oncomine数据库分析TCGA数据集中胶质母细胞瘤与正常脑组织相比的表达情况,收集临床不同级别胶质瘤患者的标本及病理信息,分析不同级别胶质瘤中Kir4.1的表达情况。利用cBioPortal数据库分析胶质瘤中Kir4.1突变情况。结果 Oncomine数据库因数据集样本量差异而显示出较大的结果差异性,RTPCR和免疫组化显示高级别胶质瘤比低级别胶质瘤的Kir4.1表达量更少,但是低级别胶质瘤的Kir4.1表达量比正常脑组织表达量高,差异具有统计学意义(P<0.05)。cBioPortal数据库显示Kir4.1突变概率在胶质母细胞瘤中极低,部分基因组改变与突变数量之间差异均有统计学意义(P<0.05)。MSH2、ERRFI1、CTNNB1、SEPRINE1、FOXM1、RAD50等基因在改变组中高表达,INPP4B、XBP1、AXL等基因在非改变组里高表达。结论 Kir4.1在不同级别的胶质瘤中表达具有差异性,高级别的胶质瘤具有更低的Kir4.1的表达量,且Kir4.1的表达可能和高级别胶质瘤患者发生癫痫、水肿等临床症状相关,为未来探索Kir4.1在胶质母细胞瘤中的潜在机制提供了新的思路。