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。

内向整流性钾通道4.1在人星形细胞瘤中的表达变化研究

目的:研究内向整流性钾通道4.1(kir4.1)在人星形细胞瘤和正常脑组织的表达差异,探讨星形细胞瘤增殖、生长的分子机制。方法:选取50例星形细胞瘤患者的肿瘤组织,其中胶质母细胞瘤21例,间变性星形细胞瘤15例,星形胶质细胞瘤14例。以肿瘤周围相对正常脑组织作为对照。利用免疫组化与蛋白印迹(Western-blot)方法检测肿瘤组织与对照组织的kir4.1表达。结果:不同星形细胞瘤组织与对照组相比较,kir4.1表达增强(P<0.05);其中,恶性程度较高的胶质母细胞瘤相对于恶性程度较低的星形胶质细胞瘤、间变性星形细胞瘤,kir4.1表达更为强烈(P<0.05)。结论:kir4.1表达的变化与肿瘤的恶性程度有关。kir4.1在人星形细胞瘤组织表达增强。

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。

细胞松弛素D对大鼠脊髓星形胶质细胞水通道蛋白和内向整流性钾通道4.1基因表达的影响

目的探讨不同浓度细胞松弛素D(CytD)对大鼠脊髓星形胶质细胞骨架重构,水通道蛋白(AQP)1、AQP4及内向整流性钾通道4.1(Kir4.1)基因表达的影响。方法原代培养大鼠脊髓星形胶质细胞,加CytD 0.05μg/ml、0.10μg/ml、0.20μg/ml、0.40μg/ml、0.80μg/ml和1.00μg/ml共培养2 h、12 h和24 h。MTT法检测细胞增殖情况;鬼笔环肽联合Hoechst 33342套染后激光共聚焦显微镜下观察共培养2 h后细胞骨架重构情况;RT-PCR法检测共培养2 h时AQP1、AQP4和Kir4.1 mRNA表达水平。结果细胞生存率随CytD浓度升高和作用时间延长而减少。CytD使大鼠脊髓星形胶质细胞微丝发生解聚、弯曲,但极性未失。CytD 0.05μg/ml、0.10μg/ml、0.20μg/ml和0.40μg/ml上调AQP1、AQP4和Kir4.1 mRNA表达。结论适当浓度CytD可以重建星形胶质细胞骨架,上调大鼠脊髓星形胶质细胞AQP1、AQP4和Kir4.1基因表达。

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。

水通道蛋白4和内向整流性钾通道4．1在星形细胞瘤组织中的共定位及表达差异

目的:观察水通道蛋白4(aquaporin4,AQP4)与内向整流性钾通道4.1(inward rectifying potassium channel 4.1,Kir4.1)在人不同病理级别星形细胞瘤组织中的共定位现象及其二者的表达差异,探讨星形细胞瘤增殖、生长的病理机制。方法:共收集人不同病理级别星形细胞瘤标本50例。采用石蜡切片HE、激光共聚焦和Western blot分析,以肿瘤周围相对正常脑组织作为对照,观察AQP4与Kir4.1的共定位及其蛋白表达差异。结果:AQP4和Kir4.1在人不同病理级别星形细胞瘤组织中并没有完全共定位;与正常脑组织相比,人星形细胞瘤组织Kir4.1表达上调,并随着星形细胞瘤病理级别的升高表达增强。而AQP4在低级别肿瘤组织中却表达减弱,在高级别肿瘤组织中表达又逐渐增强。结论:AQP4和Kir4.1在各级别肿瘤组织中没有完全共定位,二者的蛋白含量与肿瘤病瘤级别相关,并表现出不同的变化规律,提示二者在肿瘤组织水与离子平衡的维持中可能具有不同的作用。

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。

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。

蛋白激酶C对内向整流钾离子通道的调节机制

内向整流钾离子(Kir)通道是在很多组织中广泛分布的一种钾离子通道,在维持钾离子平衡电位、调节细胞兴奋性和胰岛素分泌等方面发挥着重要的作用。Kir通道是众多调节因素作用的靶点,这些因素包括:K+、Mg2+、pH、ATP、G蛋白偶联受体(GPCR),磷脂酰肌醇4,5二磷酸(PIP2)、蛋白激酶A(PKA)、蛋白激酶C(PKC)、花生四烯酸(AA)等。由于很多细胞外信号是通过PKC信号转导通路来调控Kir通道的,多年来为了更好地界定PKC在调控Kir通道功能中所扮演的角色及机制,人们进行了大量而深入的研究。本文对PKC调节Kir通道机制的研究进展及目前提出的一些新观点进行综述。

循经取穴针刺对心肌缺血大鼠模型心肌内向整流钾通道基因表达的影响

目的:观察针刺不同经脉经穴对心肌缺血大鼠模型心肌细胞内向整流钾离子通道Kir2.1、Kir2.2mRNA表达水平的影响,从基因水平揭示循经取穴对心肌缺血的作用机制。方法:采用随机数字表法将60只健康雄性SD大鼠随机分成对照组、模型组、内关穴组、列缺穴组、非经非穴组,每组12只。除对照组外,其他组采用皮下多点位注射盐酸异丙肾上腺素(85 mg/kg)建立心肌缺血大鼠模型;对照组在相同部位注射等量生理盐水。造模成功后,给予相应穴位的电针刺激,每天1次,1周后应用实时荧光定量聚合酶链反应技术(Real-timePCR)检测左心室Kir2.1、Kir2.2mRNA的表达水平。结果:与对照组比较,模型组、内关穴组、列缺穴组、非经非穴组Kir2.1、Kir2.2mRNA的表达显著降低(P<0.01)。与模型组比较,内关穴组、列缺穴组Kir2.1、Kir2.2mRNA的表达显著升高(P<0.01)。与内关穴组比较,列缺穴组、非经非穴组Kir2.1、Kir2.2mRNA的表达显著降低(P<0.01)。与列缺穴组相比,非经非穴组Kir2.1、Kir2.2mRNA的表达显著降低(P<0.05)。结论:循经取穴可逆转缺血心肌细胞内向整流钾离子通道Kir2.1、Kir2.2mRNA表达的下降,证实针刺手厥阴心包经的内关穴抗心肌缺血具有循经特异性。

内向整流钾通道激动剂对大鼠异丙肾诱发心律失常的抑制作用

目的观察内向整流钾通道(IK1通道)激动剂扎考必利(zacopride,Zac)对异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)诱发大鼠心律失常的抑制作用及其机制。方法 1利用麻醉状态大鼠体表心电图观察Zac对ISO诱发心律失常的效应;2利用细胞内微电极技术观察Zac对大鼠右心室乳头肌细胞静息电位及ISO联合高钙诱发延迟后除极(DADs)和触发活动(TA)的效应。结果 1 ISO组大鼠出现频发室性期前收缩及ST段下移;与之相比,ISO+Zac组大鼠室性期前收缩的发生率从100%降至50%(n=6,P<0.05),1 h内室性期前收缩的个数从1 574±521降至33±40(n=6,P<0.05)。2 Zac(1μmol·L-1)使正常大鼠右心室乳头肌细胞静息电位从(-74.42±1.95)m V增加至(-78.50±2.07)m V(n=6,P<0.05)。3 Zac(1μmol·L-1)可明显抑制ISO联合高钙诱发的大鼠右心室乳头肌DADs和TA,使其发生率从93.75%降至25%(n=16,P<0.05),且这一作用可被1μmol·L-1Ba Cl2反转。结论选择性IK1通道激动剂扎考必利可明显抑制ISO诱发的室性心律失常,其机制与它增强IK1,使膜电位负值增大和抑制延迟后除极有关。这一结果进一步支持适度增强IK1是一条可行的抗心律失常途径。

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-

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 。

G蛋白激活的内向整流型钾通道4基因研究进展

G蛋白激活的内向整流型钾通道4(GIRK4)是G蛋白偶联内向整流型钾通道家族成员之一,由KCNJ5编码,广泛分布于哺乳动物心、脑等组织器官。近年研究发现,GIRK4基因异常表达与心房纤颤相关,而且可能与肥胖、代谢综合征等众多其他临床疾病的发生、发展密切相关,阐明GIRK4基因在临床疾病中的病理生理机制对探讨一些临床疾病新的诊治思路具有重要的开拓性意义。