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].

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]。

子宫平滑肌大电导钙激活钾通道与小窝蛋白相互作用和宫缩乏力性产后出血的关系研究

目的:探讨产妇子宫平滑肌大电导钙激活钾通道(BKCa)与小窝蛋白相互作用在宫缩乏力性产后出血发病中的作用。方法:采用免疫荧光双染法及激光共聚焦显微镜观察30例宫缩乏力性产后出血产妇(病例组)和30例宫缩正常无产后出血产妇(对照组)子宫平滑肌BKCa(α亚基)与小窝蛋白-1、BKCa(α亚基)与小窝蛋白-2的共定位情况;采用免疫共沉淀法检测两组产妇子宫平滑肌BKCa(α亚基)与小窝蛋白-1、BKCa(α亚基)与小窝蛋白-2的相互作用关系。结果:(1)两组子宫平滑肌细胞均有BKCa(α亚基)、小窝蛋白-1和小窝蛋白-2表达,其中BKCa(α亚基)主要位于细胞膜表面,而小窝蛋白-1和小窝蛋白-2在细胞膜表面和细胞质均有表达;且BKCa(α亚基)与小窝蛋白-1、BKCa(α亚基)与小窝蛋白-2均有部分区域共表达于细胞膜。(2)病例组子宫平滑肌BK-Ca(α亚基)免疫沉淀物中小窝蛋白-1、小窝蛋白-2蛋白水平均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:宫缩乏力性产后出血产妇子宫平滑肌细胞中BKCa(α亚基)免疫沉淀物中小窝蛋白-1、小窝蛋白-2蛋白水平升高,提示小窝蛋白与BKCa(α亚基)相互作用增强可能是宫缩乏力性产后出血发病的重要原因之一。

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。

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。

短暂脑缺血大鼠海马CA1区锥体细胞大电导Ca^(2+)依赖K^+通道活动降低(英文)

短暂脑缺血可对随后的损伤性脑缺血表现出明显的耐受 .有研究表明大电导Ca2 + 依赖K+ (BKCa)通道活动增强参与了缺血性脑损伤 .采用膜片钳的内面向外式 ,观察了 3min短暂脑缺血后 6h、 2 4h以及 4 8h大鼠海马CA1区锥体细胞上BKCa通道活动的动态变化 .短暂脑缺血后BKCa通道的单通道电导和翻转电位均未见明显变化 ,但通道的开放概率则在缺血预处理后的前 2 4h内显著降低 .通道动力学分析显示通道关闭时间变长是短暂脑缺血后通道活动降低的主要原因 ,因为通道的开放时间未发生明显变化 .

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。

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。

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。

β-淀粉样蛋白31-35片段对海马神经元分离膜片Ca^(2+)激活大电导钾通道的抑制

为了确定β－淀粉样蛋白（ＡβＰ）在影响神经元电生理特性并导致神经毒作用时的最短活性序列，实验采用膜片钳技术，在急性分离的大鼠海马ＣＡＩ区锥体细胞的“内面向外”式膜片上，观察了ＡβＰＲ的３１－３５和２５－３５片段对Ｃａ２＋激活大电导钾（ＢＫ）通道活动的影响。结果显示，浴液中给予 ５μｍｏｌ／Ｌ的ＡβＰ ３１－３５后，ＢＫ通道的平均开放概率（Ｐｏ）和开放频率在１～３ｍｉｎ内分别减少了８５．８％（Ｐ＜０．０１）和７２．１％（Ｐ＜０．０１）；平均开放时间减少了４１．１％（Ｐ＜０．０１）；平均电流幅度则无明显改变（Ｐ＞０．０５）；给子同样摩尔浓度的ＡβＰ ２５－３５后，ＢＫ通道平均Ｐｏ减少了８５．５％（Ｐ＜０．０１），平均开放时间减少了５１．４％，（Ｐ＜０．０５）。结果提示，两种ＡβＰ片段对海马神经元ＢＫ通道具有抑制作用，这可能与ＡβＰ的神经毒性作用有关；ＡβＰ３１－３５片段可能是ＡβＰ分子中影响细胞电生理特性的最小活性序列。

大电导钙激活钾通道及其β1亚基在高血压调节中作用的研究进展

从离子通道角度出发,综合近几年研究成果,对钙激活钾通道及其β1亚基在高血压血管平滑肌的作用进行论述,提出大电导钙激活钾通道及其β1亚基为靶点,对中医药降压的效应机制进行深入研究。

心血管中大电导钙激活钾通道的研究进展

大电导钙激活钾通道(large conductance Ca2+-activated K+channels,BKCa),是细胞膜上一类重要的离子通道,广泛表达于包括心血管系统在内的机体各部分,在调节心血管活动中发挥重要作用。本文就近年来心血管BKCa通道的研究进展,包括其结构特征、功能及其调控作一简要综述。

模拟失重增强大鼠脑动脉血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道功能

本工作旨在探讨短期模拟失重大鼠脑动脉血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecells,VSMCs)大电导钙激活钾通道(largeconductancecalcium-activatedpotassiumchannels,BKCachannels)功能的改变。以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对脑血管的影响。应用激光扫描共聚焦显微镜测定VSMCs胞内游离钙浓度([Ca2+]i);采用细胞贴附模式,记录BKCa通道的单通道活动。结果表明,模拟失重1周后,大鼠脑动脉VSMCs的[Ca2+]i比对照组显著升高(P<0.05);BKCa通道的开放概率(Po)与平均开放时间(To)显著增加(P<0.05),而单通道电导与平均关闭时间(Tc)则无显著变化。总之,1周模拟失重可引起脑动脉VSMCs的BKCa通道功能显著增强,且与细胞[Ca2+]i的升高同步出现。结果提示,脑动脉VSMCs的离子通道机制可能参与介导模拟失重引起的脑血管适应性变化。

尼古丁调节大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道

目的:研究尼古丁对Wistar大鼠冠状动脉平滑肌大电导钙激活钾通道(BKca)活性的抑制作用及其细胞信号转导机制。方法:8周雄性Wistar大鼠随机分为两组:生理盐水组和尼古丁组;分别予以生理盐水和尼古丁2mg/(kg.d)注射21 d,蛋白酶法分离冠状动脉血管平滑肌细胞,将两组平滑肌细胞分别以对氯苯硫基环腺苷酸(CPT-cAMP,100μmol/L)和佛司可林(forskolin,10μmol/L)干预,单通道膜片钳记录干预前后平滑肌细胞单通道电流的平均开放时间(To)、平均关闭时间(Tc)、平均开放概率(Po)。结果:CPT-cAMP和Forskolin均能显著延长生理盐水组大鼠BKca的平均开放时间,缩短平均关闭时间,增加通道开放概率(P均<0.01)。对尼古丁组BKca的To、Tc、Po均无明显影响。结论:尼古丁促使冠状动脉血管收缩的生理机制是通过抑制cAMP/PKA途径诱导的大电导钙激活钾通道活性增加实现的。

雌激素对高血压人体肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的作用研究

目的 研究雌激素（E）对非高血压（NH）及原发性高血压（EH）人体肠系膜动脉平滑肌细胞（HMASMC）大电导钙激活钾通道（BKCa channels）及自发性瞬时外向电流（STOCs）的作用,探讨雌激素在NH及EH下对该通道作用的差异性.方法 急性酶分离法分离获取单个HMASMC,采用全细胞穿孔膜片钳技术记录该细胞上的BKCa和STOCs.结果 雌激素可明显激活NH组HMASMC上的BKCa和STOCs,在测试电压范围内,雌激素使膜电位从0到＋60 mV时BKCa的电流密度均显著性增加,在0和＋60 mV时其电流密度分别从（1.95±0.39）pA/pF、（15.40±4.27）pA/pF增加到（2.81±0.84）pA/pF（P＜0.05,25例）、（26.55±6.24）pA/pF（P＜0.01,25例）,其中0 mV时增加了0.44倍,＋60 mV时增加了0.72倍;电位为-20 mV时STOCs的幅度和频率分别从（7.920±2.031）pA、（3.15±0.79）Hz增加到（12.92±3.41）pA（P＜0.05,25例）、（4.41±0.96）Hz（P＜0.01,25例）,其中幅度增加了0.63倍,频率增加了0.40倍.而EH组在测试的-60到＋50 mV电压范围,雌激素没有这种显著性激活作用,在0和＋60 mV时其电流密度分别从（1.34±0.43）pA/pF、（4.91±1.40）pA/pF增加到（1.53±0.55）pA/pF（P＞0.05,14例）、（8.04±2.0）pA/pF（P＜0.05,14例）,其中0 mV时增加了0.14倍,＋60 mV时增加了0.63倍;在电位为-20 mV时STOCs的幅度和频率分别从（5.39±1.93）pA、（0.75±0.37）Hz增加到（6.70±1.06）pA（P＞0.05,14例）、（2.34±0.98）Hz（P＜0.05,14例）,其中幅度增加了0.24倍,频率增加了2.12倍.结论 雌激素对NH组HMASMC上的BKCa和STOCs有明显的激活作用,而在EH组这种激活作用显著降低,由此推测EH组HMASMC对雌激素的反应性较NH组低,这种差异性将为雌激素合理应用于临床提供有力的实验依据.关键词：高血压;雌激素;人体肠系膜动脉;平滑肌细胞;自发性瞬时外向电流;

高血压大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的变化

目的研究在高血压背景下大电导钙激活钾(BK)通道的功能改变及其机制。方法用酶解消化方法分离12～16周龄自发性高血压大鼠(SHR)和WKY大鼠冠状动脉平滑肌细胞(CASMCS),采用膜片钳全细胞模式记录SHR和WKY大鼠CASMCSBK电流,SHR和WKY大鼠BKα亚基和β1亚基mRNA水平用实时定量取聚合酶链式反应和凝胶电泳测定,蛋白水平表达用免疫组化的方法测定。结果 SHR大鼠CASMCS(n=6)BK电流密度比WKY(n=7)高2.03±0.62(P<0.01);在mRNA水平,BKβ1亚基表达SHR组明显高于WKY组5.534±1.03倍(n=4,P<0.05),BKα亚基表达则无明显差异(1.266±0.12,n=4,P>0.05);BKβ1亚基和α亚基的表达SHR大鼠高于WKY大鼠。结论 SHR大鼠CASMCSBK电流密度比WKY大鼠增大,在mRNA和蛋白水平上BKβ1亚基表达也比WKY大鼠增强,这种变化可能是机体在高血压时自我调节的结果 。

大电导钙激活钾通道β1亚基与高血压

大电导钙激活钾通道(Bkca)广泛地分布于哺乳动物除心肌细胞的各种组织中,包括平滑肌、骨骼肌、神经元、肾脏和内分泌细胞,在平滑肌上尤为丰富。它在维持血管平滑肌细胞静息膜电位,调节平滑肌舒缩方面起着重要作用,并与高血压及降压药物疗效有着不容忽视的联系。平滑肌细胞的BKca通道由两个不同的膜亚基,即形成孔道的α亚基和调节性β1亚基组成。该文拟就β1亚基的分子结构、生理功能及其与高血压及降压药物疗效的关系进行综述。

糖尿病冠状动脉平滑肌细胞大电导钙离子激活钾通道开放概率及蛋白表达的变化

目的研究糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙离子激活钾通道(BK通道)开放概率(NP0)及蛋白表达的影响,探讨糖尿病冠状动脉损伤的分子机制。方法采用链脲霉素腹腔内注射建立糖尿病大鼠动物模型,成功建立20只糖尿病大鼠动物模型作为糖尿病组;对照组(n=20)相应注射生理盐水。酶消化法分离冠状动脉平滑肌细胞,单通道膜片钳实验技术记录大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流;采用Western blot实验方法测定大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道亚基的蛋白表达。结果在电极外液钙离子浓度为1μmol/L,刺激电位为0,20,40,60,80,100和120 mV条件下,糖尿病组冠状动脉平滑肌细胞BK通道NP0明显低于对照组(P<0.05)。如刺激电位为120 mV时,对照组和糖尿病组大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道NP0分别为1.210 5±0.048 1(n=5)和0.5217±0.1346(n=5);与对照组比较,糖尿病组BK通道α亚基蛋白表达无差异(P>0.05),但β1亚基蛋白表达下降了63%(P<0.05)。结论糖尿病冠状动脉平滑肌细胞BK通道β1亚基表达下调、BK通道NP0降低可能是糖尿病冠状动脉功能损伤的重要原因。

大电导钙激活钾通道介导血管平滑肌细胞增殖及其机制

目的探讨大电导钙激活钾通道（BKca）是否通过Ras-Raf-MEK1/2-ERK1/2信号途径影响兔主动脉血管平滑肌细胞（VSMC）的增殖。方法用低浓度的四乙胺（TEA）处理体外传代培养的家兔胸主动脉VSMC。采用四甲基偶氮唑蓝比色法（MTT）和流式细胞术（FCM）检测TEA对VSMC的增殖和细胞周期的影响,分别采用免疫组化法和免疫印迹法检测增殖细胞核抗原（PCNA）和细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）、磷酸化细胞外信号调节激酶1/2（P-ERK1/2）蛋白表达。结果 （1）MTT法检测结果显示,TEA能够呈时间依赖性和剂量依赖性地降低吸光值、增加细胞抑制率（P〈0.05）;（2）流式细胞术分选结果显示,TEA处理48 h后能够呈剂量依赖性地增加G1期细胞比例,减少S期、G2期细胞比例（P〈0.05）;（3）免疫组化检测结果显示,随着TEA浓度的增加,VSMC的PCNA阳性表达率逐渐下降（P〈0.01）;（4）免疫印迹法结果表明,经400μmol/L的TEA处理48 h后,ERK1/2、P-ERK1/2蛋白表达,ERK活化率与未经处理的对照组比较,均无统计学意义（t=0.354-1.035,P〉0.05）。结论 TEA可呈浓度依赖性地阻止细胞周期由G1向S期推进,抑制VSMC增殖;该过程的分子机制不经由Ras-Raf-MEK1/2-ERK1/2信号途径介导。