大电导钙依赖性钾通道参与调节杏仁核侧核突触传递(英文)

目的:大电导钙依赖性钾通道(large-conductance Ca2+-activated K+channels,BKCa)在与应激相关的杏仁核高度表达,但在神经网络调控中作用的报道有限。前期的研究发现小鼠急性应激可引起杏仁核BKCa表达降低,伴随动物焦虑样表现。本研究将考察BKCa通道在杏仁核侧核突触传递与可塑性中的作用。方法:本研究采用免疫组织化学、行为学、蛋白质电泳和电生理的方法研究BKCa通道的作用。结果:首先发现BKCa通道与锥体神经元和中间神经元标志物CaM依赖性蛋白激Ⅱα(CaMKⅡα)与谷氨酸脱羧酶65(GAD-65)共表达;免疫共沉淀检测发现BKCa通道与N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受体NR2A和NR2B亚型组成异源性复合物;进一步研究发现,阻断BKCa通道可易化丘脑-杏仁核侧核通路突触长时程增强(long term potentiation,LTP)。结论:上述结果表明BKCa通道在杏仁核突触可塑性诱导中具有重要作用。

葛根素对大鼠肾动脉血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道电流的影响

葛根素是从豆科植物野葛或甘葛根的干燥根中提取的单体,其化学名为8-β-D-葡萄吡喃糖-4,7-二羟基异黄酮。据研究报道,葛根素具有多种药理学活性,包括降低血压[1]、舒张大鼠冠状动脉[2]、改善急性心肌缺血[3]、清除氧自由基[4]等,但关于葛根素对大鼠肾动脉的作用却未见报道。本实验主要研究葛根素对大鼠离体肾动脉的肌源性作用,葛根素对大鼠肾动脉血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道（BKCa）电流的作用及其与过氧化氢（H2O2）的关系。

一种有效记录人肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道电流的穿孔全细胞膜片钳方法

目的:探讨一种有效记录人肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道电流的穿孔全细胞膜片钳方法,使细胞内环境保持稳定,改善常规全细胞膜片钳破膜所造成的封接不稳定。方法:以人肠系膜动脉平滑肌细胞为研究对象,采用穿孔全细胞膜片钳技术,记录人肠系膜动脉平滑肌细胞上大电导钙激活钾通道(big-conductance Ca2+-activated potassium channels,BKCa)宏观电流以及自发性瞬时外向电流(spontaneous transient outward currents,STOCs)。结果:采用这种穿孔全细胞膜片钳技术,能有效记录到人肠系膜动脉平滑肌细胞上BKCa和STOCs。结论:穿孔膜片钳技术是一种简便而有效的记录全细胞电流的实验方法,该方法的建立为今后更深入的研究提供实验基础。

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;

穿孔膜片钳记录肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道方法初探

目的利用穿孔全细胞膜片钳技术以提高记录到稳定的大鼠肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(large conductance Ca2+-activated K+channels,BKCa)电流的成功率。方法在两性霉素B穿孔全细胞膜片钳下记录大鼠肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa宏观电流和自发性瞬时外向电流(spontaneous transient outward currents,STOCs)。结果采用两性霉素B穿孔全细胞膜片钳技术,记录到BKCa和STOCs概率明显增加,且可以维持3小时。结论通过穿孔全细胞膜片钳可以记录到稳定的且维持时间长的大鼠肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa电流。

二甲双胍调节糖尿病大鼠心房小电导钙激活钾通道亚型蛋白表达的信号通路

目的探讨蛋白激酶A(PKA)/钙调蛋白Ⅱ(CaMKⅡ)信号通路在二甲双胍(Met)调节2型糖尿病(T2DM)大鼠心房小电导钙激活钾通道亚型KCa2.2和KCa2.3蛋白表达中的作用。方法健康雄性Wistar大鼠40只,随机选8只喂普通饲料为对照组(Con组),另32只喂高脂高糖饲料联合腹腔注射小剂量链脲佐菌素构建T2DM大鼠模型后,再随机分为DM组、Met组、H-89组(腹腔注射PKA抑制剂H-89)和KN-93组(腹腔注射CaMKⅡ抑制剂KN-93),每组8只。用ELISA检测大鼠心房组织PKA活性,qRT-PCR检测CaMKⅡmRNA表达,Western blot和免疫组织化学检测KCa2.2、KCa2.3和磷酸化CaMKⅡ(p-CaMKⅡ)蛋白表达。结果 Con组、DM组、Met组和H-89组PKA活性分别为0.74±0.04、0.50±0.05、0.69±0.03和0.48±0.03。与DM组比较,Met组PKA活性明显提升(P<0.01);与Met组比较,H-89组显著抑制PKA活性(P<0.01)。Con组、DM组及Met组CaMKⅡmRNA分别为1.00±0.07、0.61±0.03和0.92±0.09。与Con组比较,DM组CaMKⅡmRNA表达明显降低(P<0.01);与DM组比较,Met组CaMKⅡmRNA表达明显增加(P<0.01)。与Con组比较,DM组心房组织p-CaMKⅡ和KCa2.2蛋白表达均明显降低,KCa2.3蛋白表达明显升高(P<0.01)。与DM组比较,Met组明显提升p-CaMKⅡ和KCa2.2蛋白表达,明显抑制KCa2.3蛋白表达(P<0.01)。与Met组比较,KN-93组和H-89组分别显著抑制p-CaMKⅡ蛋白表达和PKA活性,均显著下调KCa2.2蛋白表达,上调KCa2.3蛋白表达(P<0.01)。免疫组织化学染色显示,与Met组比较,KN-93组和H-89组均显著下调KCa2.2蛋白表达,上调KCa2.3蛋白表达(P<0.05,P<0.01),与Western blot检测结果一致。结论 Met通过激活PKA/CaMKⅡ信号通路部分修复T2DM大鼠心房KCa2.2蛋白下调和KCa2.3蛋白上调。

有氧运动训练8周可改善肥胖介导大鼠肠系膜动脉平滑肌电压依赖性钾通道功能

背景:血管平滑肌细胞上的K~+通道在调节血管舒张过程中起到重要作用。有氧运动作为减轻肥胖的非药理学方式可调节血管平滑肌K~+通道,而有氧运动能否改善肥胖诱导的血管平滑肌K~+通道的功能和表达尚未见研究。目的:探究8周有氧运动训练对肥胖大鼠肠系膜动脉平滑肌K~+通道的作用。方法:选择8周龄雄性SD大鼠60只,20只普通饲料喂养,其余40只采用高脂喂养构建肥胖模型,筛选得到20只肥胖大鼠。肥胖大鼠和正常大鼠均随机分为正常安静组、正常运动组、肥胖安静组和肥胖运动组,每组10只。所有大鼠均进行1周动物跑台适应性训练后,正常运动组和肥胖运动组大鼠进行8周跑台有氧运动训练,训练方案为:0°,20 m/min,60 min/d,5 d/周。在最后一次运动48 h后,采集静脉血检测大鼠血脂和血糖水平;取肠系膜动脉,一部分制成4 mm左右血管环,连于张力换能器,检验血管张力及对电压依赖性钾通道特异性阻断剂4-氨基吡啶和大电导钙激活钾通道特异性阻断剂北非蝎毒素的反应性,另一部分采用Western blot方法测定Kv1.2、Kv1.5、BK_(Ca)α亚基和BK_(Ca)β1亚基的蛋白表达水平。结果与结论:①肥胖运动组体质量、心脏质量、空腹血糖、三酰甘油和低密度脂蛋白水平较肥胖安静组非常显著降低(P <0.01);②各组大鼠肠系膜动脉对KCl的反应性差异无显著性意义(P> 0.05);③正常运动组在4-氨基吡啶刺激后张力显著高于正常安静组(P <0.05);肥胖安静组与正常安静组相比张力幅值显著降低(P <0.05);而肥胖运动组对4-氨基吡啶的反应性显著高于肥胖安静组(P <0.05);④正常运动组对北非蝎毒素的反应性显著高于正常安静组(P <0.05),但是肥胖安静组与正常安静组差异无显著性意义(P> 0.05);⑤肥胖安静组Kv1.2蛋白表达显著低于正常安静组(P <0.05),而肥胖运动组Kv1.2蛋白表达较肥胖安静组显著增加(P <0.05);正常运动组BK_(Ca)β1蛋白表达显著高于正常安静组(P <0.05);各组间Kv1.5和BK_(Ca)α蛋白表达差异无显著性意义(P> 0.05);⑥结果表明,肥胖引起肠系膜动脉对电压依赖性钾通道作用减弱,其机制是Kv1.2蛋白表达下降,而8周有氧运动可逆转肠系膜动脉平滑肌Kv1.2蛋白降低,起到改善电压依赖性钾通道功能的作用。

大电导钙依赖性钾通道参与脓毒症炎症应答的机制研究

目的探讨大电导钙依赖性钾通道(BKCa)参与脓毒症发病的机制。方法收集脓毒症患者(28例)、普通感染者(25例)和健康体检者(25例)血清,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定BKCa水平;并分析脓毒症患者血清BKCa水平与急性生理学与慢性健康状况评分Ⅱ(APACHEⅡ)的相关性。培养RAW 264.7细胞,用脂多糖(LPS)刺激,部分实验以尼日尼亚菌素(Nigericin)作为第二刺激信号构建脓毒症细胞模型;采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)、蛋白质免疫印迹试验(Western blotting)测定不同浓度LPS(0、50、100、1000μg/L)刺激后细胞BKCa的mRNA和蛋白表达。RAW 264.7细胞转染BKCa的小干扰RNA(siRNA-BKCa),用Western blotting测定细胞天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶1前体(pro-caspase-1)、白细胞介素-1β前体(pro-IL-1β),细胞培养液中caspase-1 p20、IL-1βp17,以及NOD样受体蛋白3(NLRP3)、核转录因子-κB(NF-κB)水平。碘化丙啶(PI)染色后荧光显微镜下观察凋亡情况,测定乳酸脱氢酶(LDH)释放率,Western blotting测定细胞凋亡蛋白Gasdermin D(GSDMD)表达以评估沉默BKCa对细胞焦亡的影响。结果脓毒症患者血清BKCa明显高于普通感染者和健康体检者(ng/L:165.2±25.9比102.5±25.9、98.8±20.0,均P<0.05),且脓毒症患者血清BKCa水平与APACHEⅡ评分呈显著正相关(r=0.453,P=0.013)。用LPS构建脓毒症细胞模型,显示LPS呈浓度依赖地促进BKCα的mRNA和蛋白表达,1000μg/L刺激后细胞BKCa的mRNA和蛋白表达水平均较空白组(0μg/L)明显增加〔BKCa mRNA(2^(-ΔΔCt)):3.00±0.36比1.00±0.16,BKCa/β-actin:1.30±0.16比0.37±0.09,均P<0.05〕。与对照组比较,模型组细胞caspase-1 p20/pro-caspase-1比值、IL-1βp17/pro-IL-1β比值均明显升高(caspase-1 p20/pro-caspase-1比值:0.83±0.12比0.27±0.05,IL-1βp17/pro-IL-1β比值:0.77±0.12比0.23±0.12,均P<0.05);但转染siRNA-BKCa后二者均较模型组明显下降(caspase-1 p20/pro-caspase-1比值:0.23±0.12比0.83±0.12,IL-1βp17/pro-IL-1β比值:0.13±0.05比0.77±0.12,均P<0.05)。与对照组比较,镜下观察模型组凋亡细胞明显增多,LDH释放率、GSDMD表达明显增加〔LDH释放率:(30.60±8.40)%比(15.20±7.10)%,GSDMD-N/GSDMD-FL:2.10±0.16比1.00±0.16,均P<0.05〕;但转染siRNA-BKCa后上述指标均较模型组明显下降〔LDH释放率:(15.60±7.30)%比(30.60±8.40)%,GSDMD-N/GSDMD-FL:1.13±0.17比2.10±0.16,均P<0.05〕。脓毒症细胞NLRP3的mRNA和蛋白表达水平均较对照组明显增加〔NLRP3 mRNA(2^(-ΔΔCt)):2.06±0.17比1.00±0.24,NLRP3/GAPDH:0.46±0.05比0.15±0.04,均P<0.05〕;但转染siRNA-BKCa后NLRP3表达较模型组明显下降〔NLRP3 mRNA(2^(-ΔΔCt)):1.57±0.09比2.06±0.17,NLRP3/GAPDH:0.19±0.02比0.46±0.05,均P<0.05〕。与对照组比较,脓毒症细胞NF-κB p65核转移明显增加(NF-κB p65/Histone:0.73±0.12比0.23±0.09,P<0.05);而转染siRNA-BKCa后细胞核中NF-κB p65表达明显下降(NF-κB p65/Histone:0.20±0.03比0.73±0.12,P<0.05)。结论BKCa参与脓毒症发病,其可能机制是激活NF-κB/NLRP3/caspase-1信号通路诱导炎症因子生成和细胞焦亡。

大电导钙依赖性钾通道对LPS诱导THP-1来源巨噬细胞免疫活性的影响

为鉴定人单核细胞系THP-1中大电导钙依赖性钾通道(large-conductance calcium-activated potassium channel,BKca)蛋白的表达及其对THP-1细胞活性、极化及细胞因子分泌功能的影响,用佛波酯(phorbol 12-myristate 13-acetate,PMA)诱导人单核细胞系THP-1,使其成为具有贴壁能力的巨噬细胞,用Western blotting检测BKca蛋白的表达,先后应用LPS和BKca特异性抑制剂影响巨噬细胞上BKca的活性,用CCK-8检测细胞活性的变化,流式细胞仪检测巨噬细胞表型极化情况,qRT-PCR检测细胞因子mRNA(TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10)的表达。结果显示,Western blotting检测到人单核细胞系THP-1来源的巨噬细胞上存在BKca的表达,随着BKca特异性抑制剂浓度的增加,细胞活力明显降低(P<0.05)。应用LPS和BKca特异性抑制剂,可抑制BKca的表达,降低M1标志物CD80的表达,促进M2标志物CD206的表达(P<0.05),同时降低其分泌的促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6的水平,促进抑炎因子IL-10的分泌(P<0.05)。该研究提示,BKca参与LPS诱导的巨噬细胞的早期活化及M2/M1亚型的极化,介导炎症反应的发生、发展,可能是抗炎治疗的潜在靶点。

豚鼠Ⅱ型前庭毛细胞ACh-敏感性BK电流

目的研究豚鼠球囊和椭圆囊Ⅱ型前庭毛细胞乙酰胆碱(ACh)-敏感性钾电流的特性。方法应用全细胞膜片钳技术检测新鲜单离的豚鼠球囊和椭圆囊Ⅱ型前庭毛细胞ACh-敏感性钾电流的离子特性及其药理学特点。结果①细胞外ACh激活一缓慢持久的外向性电流,其效应呈浓度依赖性,半数激活浓度为45μmol.L-1。②ACh-敏感性钾电流对钾通道阻断剂TEA(tetraethylammon ium)、IBTX(ibe-riotoxin)和Cs+敏感,而对4-AP(4-am inopyride)和apam in不敏感。③细胞内应用钙离子螯合剂BAPTA[b is(2-am inophe-noxy)ethane-N,N,N,′N-t′etra-acetic ac id],ACh-敏感性钾电流的幅值迅速被抑制。④ACh-敏感性钾电流对细胞外液中钙离子浓度变化敏感,0.2 mmol.L-1低钙外液中ACh-敏感性钾电流被抑制,电流最大值由0~10 mV向-20 mV^-30 mV超极化方向移动。结论细胞外ACh激活豚鼠球囊和椭圆囊Ⅱ型前庭毛细胞产生大电导钙依赖性钾电流(BK)。ACh-敏感性BK电流在豚鼠Ⅱ型前庭毛细胞超极化保护机制中具有重要的作用。

阳离子对豚鼠Ⅱ型前庭毛细胞ACh-敏感性电流的调制

本文旨在探讨哺乳动物前庭胆碱能传出神经系统的作用机制,应用全细胞膜片钳技术研究新鲜分离的豚鼠Ⅱ型前庭毛细胞ACh-敏感性电流的特性以及细胞内外的阳离子对ACh-敏感性电流的调制作用。结果显示,Ⅱ型前庭毛细胞对细胞外ACh敏感,ACh激活缓慢持久的外向性电流,室温下此电流的再次完全激活时间约为(60±10)s。ACh-敏感性电流的反转电位为(-66±8)mV,提示此电流主要由K+参与形成,其直接作用是使毛细胞超极化。ACh-敏感性电流对较高浓度的四乙胺(tetraethylammonium chloride,TEA)敏感,提示细胞外ACh激活钙依赖性钾电流。进一步检测细胞内外阳离子对 ACh-敏感性电流的调制作用发现,细胞外Na+和细胞内Ca2+释放不参与此电流的激活过程,而细胞外K+、细胞外Ca2+和细胞内Mg2+对ACh-敏感性电流具有重要的调制作用。进一步提示,ACh是哺乳动物前庭传出神经系统重要的神经递质。 Na+不参与ACh-敏感性电流的激活过程提示,ACh-敏感性电流可能由非α9-N型胆碱能受体(α9-nAChR)介导。ACh诱导的Ⅱ型前庭毛细胞超极化作用受细胞外Ca2+浓度和细胞内Mg2+浓度调制。

冠状动脉平滑肌细胞大电导钙离子激活钾通道电流的特点

目的探讨正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙离子激活钾通道（BK通道）电流的特点，为研究疾病状况下冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流异常变化提供正常对照。方法酶消化法分离大鼠冠状动脉平滑肌细胞；采用不同阻滞剂，对冠状动脉血管平滑肌细胞上钾通道进行鉴定；采用全细胞和单通道膜片钳实验技术分别记录冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流，计算开放幅度和电导，观察BK通道电压敏感性和钙敏感性及加入特异性BK通道阻滞剂IBTX后BK通道电流的变化。结果正常冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流约占总钾离子流65％±4％（t／,=12），BK通道电导为（258±42）pS（n=6），在刺激电位150mV时，电流密度为（275±40）pA／pF（n=8）；在电极外液钙离子浓度为1μmol／L，刺激电位为0、20、40、60、80、100、120、140和160mV条件下，BK通道开放概率（NP0）分别为0、0．0002、0．0016±0．0005、0．0283±0．0081、0．05694±0．0102、0．3533±0．0514、1．4922±0．1578、2．5975±0．3632和4．6041±0．7834（P〈0．05，n=5）；在刺激电位60mV，电极外液钙离子浓度为0、0．001、0．01、0．1、1、10、50和100μmol／L条件下，BK通道NP。分别为0、0．0001、0．0031±0．0008、0．0042±0．0090、0．0808±0．0105、0．7591±0．1274、2．7242±0．4612和3．2366±0．5728（P〈0．05，n=6）。结论BK通道广泛分布于冠状动脉平滑肌细胞上，具有电压敏感性和钙敏感性，对冠状动脉血管张力调节起重要作用。

奎尼丁增强大鼠软脑膜动脉平滑肌细胞BK_(Ca)通道介导的外向电流

目的研究奎尼丁对SD大鼠软脑膜动脉平滑肌细胞外向电流的作用及其机制。方法应用单细胞全细胞膜片钳技术,研究给予奎尼丁后大鼠软脑膜动脉单个平滑肌细胞(pial artery smooth muscle cell,PASMC)外向电流的变化情况。结果 (1)奎尼丁呈电压依赖性增强PASMC的外向电流(n=6,P<0.01)。(2)奎尼丁呈浓度依赖性增强大鼠PASMC的外向电流(n=6,P<0.05)。(3)应用BK Ca通道特异性阻断剂iberiotoxin(IBTX)后,不仅取消了奎尼丁增强外向电流的作用,而且抑制了对照组的外向电流(n=6,P<0.01)。结论奎尼丁通过增强BK Ca通道激活的外向电流,可能参与了舒张大鼠软脑膜动脉。

黄芩苷通过肠系膜动脉环核苷酸依赖性蛋白激酶而激活大电导钙激活钾通道

黄芩苷对心血管功能紊乱具有治疗作用，但其舒张血管的离子机制尚不清楚。大电导钙激活钾（BKCa）通道在调节平滑肌收缩和调控阻力动脉直径方面具有关键作用，因此增加动脉平滑肌细胞BKCa功能，可对血压渐进地升高产生保护作用。首次研究了黄芩苷是否通过激活BKCa通道和阻滞电压依赖性钙通道（VDCC）而舒张肠系膜动脉。

二性霉素B与β-escin混合穿孔电极液在人心房肌细胞SK2电流记录中的应用

目的:为研究钙离子对人心房肌细胞小电导钙激活钾通道电流(ISK2)的调节作用,建立用二性霉素B(amphotericin B)与β-escin穿孔的膜片钳(PPR)技术。方法:体外循环术中取得右心耳,应用急性酶分离获得单个人体心房肌细胞,用二性霉素B和/或β-escin作为穿孔电极液,进行穿孔膜片钳实验,在此模式下测试钙离子对人心房肌细胞SK2电流的调控作用,并用胞内钙测试系统验证穿孔前后胞内钙变化。结果:混合使用穿孔电极液6.88μg/mlβ-escin和150μg/ml二性霉素B与单独用150μg/ml二性霉素B或6.88μg/mlβ-escin相比,前一种方法细胞容易封接,能形成稳定的穿孔膜片钳记录模式,可观察到SK2电流有激活,且胞内钙测试系统检测时可观察到穿孔后电极液至细胞内的游离钙离子浓度的增加,F340/380增强。结论:适当浓度的二性霉素B与β-escin混合使用进行穿孔膜片钳实验是一种稳定的全细胞膜片的记录技术,可以用于胞内游离钙离子对SK2电流调控的研究。

Calcineurin在心衰小鼠左心室跨壁电压依赖性钾电流下调中的作用

本文旨在探讨钙调神经磷酸酶(calcineurin,Ca N)在心衰心脏左室跨壁电压依赖性钾电流下调中的作用及意义。主动脉弓部分结扎法制备小鼠压力超负荷心衰模型,采用全细胞膜片钳技术,记录应用Ca N抑制剂环孢素A(cyclosporine A,Cs A)后,假手术或心衰小鼠心室肌内膜下(subendocardial,Endo)、外膜下(subepicardial,Epi)心肌细胞电压依赖性钾电流各种成分及动作电位(action potential,AP)的变化。结果显示:各组小鼠左室游离壁心肌细胞的Ca N活性存在明显区域性差异,Endo细胞Ca N活性均高于Epi。心衰时Endo、Epi细胞Ca N活性明显升高,而使用Cs A后Ca N活性降低。在心衰模型小鼠上,Cs A可部分逆转Ito密度的下调,完全逆转Endo和Epi细胞IK,slow密度的下调,完全逆转Endo细胞Iss密度的下调。Cs A可部分逆转心衰小鼠心室肌细胞动作电位时程(action potential duration,APD)的延长,使得增高了的AP跨壁复极离散度(transmural dispersion of repolarization,TDR)明显降低,Endo、Epi细胞APD90的比值由心衰时的4.8:1恢复到2.6:1。以上结果提示,心衰时Endo、Epi细胞Ca N不同程度的激活是电压依赖性钾电流非同步下调,AP的TDR增大的重要原因,抑制Ca N可望成为防治心衰心律失常和猝死的新策略。

UTP经PLC-IP_3信号通路调控猪冠状动脉平滑肌细胞自发性瞬时外向电流

本文采用全细胞穿孔膜片钳技术研究UTP对急性酶分离的猪冠状动脉平滑肌细胞(coronary artery smooth muscle cells,CASMCs)自发性瞬时外向电流(spontaneous transient outward currents, STOCs)的作用,探讨细胞内Ca2+释放在UTP产物三磷酸肌醇(inositol 1,4,5-trisphosphate, IP3)调控STOCs过程中的作用机制。结果显示:(1)UTP(40 μmol/L)可明显激活CASMCs的STOCs,使其幅度和频率分别增加(57.54±5.34)% 和(77.46±8.42)% (P<0.01, n=38)。(2)磷脂酶C(phospholipase C, PLC)阻断剂U73122(5 μmol/L)可明显抑制STOCs的活性,使其幅度和频率分别降低(31.04±7.46)%和(41.65±16.59)%(P<0.05, n=10);细胞外再加入UTP 不能再次激活STOCs (n=7)。(3)L型电压依赖性钙通道(L-type voltage-dependent Ca2+ channels, L-VDCCs)阻断剂verapamil (20 μmol/L)和CdCl2(200 μmol/L)几乎不影响UTP对STOCs活性的调节(n=8)。 (4)1 μmol/L 的bisindolylmaleimide I [BisI,蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)的特异性阻断剂]可明显激活 STOCs,使其幅度和频率分别增加(65.44±24.66)%和(61.35±21.47)%(P<0.01,n=12),细胞外再加入UTP (40 μmol/L)可使STOCs的幅度及频率进一步明显增加(P<0.05,P<0.01,n=12),细胞外继续加入ryanodine (50 μmol/L)则可完全阻断STOCs。(5)UTP(40μmol/L)预处理细胞后,IP3受体(IP3 receptors, IP3Rs)阻断剂2-aminoethoxydiphenyl borate(2-APB,40μmol/L)可使STOCs的幅度降低(24.08±3.97)%(P<0.05, n=8),对其频率的影响较小(n=8) ;而80 μmol/L的2-APB则可明显抑制STOCs的活性,使其幅度和频率分别降低(31.43±6.34)%和(40.59±19.01)%(P<0.05, P<0.01, n=6),细胞外继续加入高浓度的ryanodine(50 μmol/L)可完全抑制STOCs(n=6)。用2-APB (40 μmol/L)或ryanodine(50 μmol/L)预处理细胞后,UTP(40 μmol/L)不能再次激活 STOCs。以上结果提示:UTP主要通过PLC-IP3信号通路激活急性酶分离的猪CASMCs的STOCs,IP3Rs和ryanodine受体(ryanodine receptors,RyRs)介导的细胞内Ca2+释放在此过程中发挥重要作用。

雌激素对正常人肠系膜血管平滑肌细胞自发性瞬时外向电流的作用

目的研究雌激素(estrogen,E)对正常人肠系膜血管平滑肌细胞自发性瞬时外向电流(spontaneous transient outward currents,STOCs)的作用,探讨雌激素对该细胞上大电导钙激活钾通道(Large-conductance Ca2+-activated potassiumchannels,BKCa)的作用机制。方法用急性酶分离方法分离人肠系膜血管平滑肌细胞,采用全细胞穿孔膜片钳技术记录该细胞上的自发性瞬时外向电流。结果雌激素可浓度依赖性地激活正常人肠系膜血管平滑肌细胞上的STOCs,当雌激素浓度从0μM增加到10、70、200、300μM时,其幅度和频率都增加,其中幅度分别增加了(68.15±10.82)%(n=10,P<0.01)、(131.63±35.33)%(n=10,P<0.01)、(192.02±57.85)%(n=10,P<0.01)、(269.34±70.64)%(n=10,P<0.01);频率分别增加了(29.30±8.61)%(n=10,P<0.01)、(89.17±21.76)%(n=10,P<0.01)、(164.33±43.51)%(n=10,P<0.01)、(205.09±62.49)%(n=10,P<0.01)。结论雌激素可直接激活正常人肠系膜血管平滑肌细胞自发性瞬时外向电流,是通过增加其幅度和频率而激活的,为进一步探讨雌激素对大电导钙激活钾通道的作用机制提供了实验依据。

穿孔膜片钳记录猪冠状动脉平滑肌细胞K^+电流技术初探

常规全细胞膜片钳模式形成的同时,细胞内液与电极液交换造成细胞内物质丢失,此现象对小细胞的影响更为明显。穿孔膜片钳技术使电极与细胞胞质之间保持电学连续性,它使细胞内环境保持稳定,利于研究胞内信息传导机制,并可改善常规全细胞膜片钳时破膜所造成的封接稳定性的破坏,有望提高实验的成功率。本研究报道应用此技术在猪冠状动脉平滑肌细胞上记录的全细胞K+电流和由大电导钙激活钾通道BKCa所介导的自发瞬时外向电流ISTOCs。

柚皮素通过激活大电导钙激活钾离子电流对大鼠肠系膜动脉的松弛作用

目的研究柚皮素对大鼠离体肠系膜动脉的松弛作用,并探讨与大电导钙激活钾离子通道(BK_(Ca))的相关性。方法从SD大鼠分离得到肠系膜动脉,并分离其血管平滑肌细胞(VSMCs)。(1)将肠系膜动脉分为2组(及其进行张力测定):正常对照组(先用血管加压素或者KCl收缩血管,然后加入不同浓度的等量溶剂);实验组(先用血管加压素或者KCl收缩血管,然后加入不同浓度柚皮素,进行舒张)。将肠系膜动脉先用血管加压素或KCl收缩,记录其张力;然后在1×10^(-5)mol·L^(-1)柚皮素存在的情况下,再次加入血管加压素或KCl收缩,比较其张力变化。(2)正常对照组(提前孵育等量溶剂,然后加入血管加压素或者KCl收缩血管);实验组(提前孵育柚皮素,然后加入血管加压素或者KCl收缩血管)。(3)将肠系膜VSMCs分为2组观察记录其BK_(Ca)电流:正常对照组(先记录基础BK_(Ca)电流,然后加入溶剂后再次记录);实验组(先记录基础BK_(Ca)电流,然后加入1×10^(-5)mol·L^(-1)柚皮素后再次记录)。在记录基础BK_(Ca)电流之后,正常对照组加入溶剂,实验组加入1×10^(-5)mol·L^(-1)柚皮素。观察柚皮素对肠系膜动脉VSMCs BK_(Ca)电流的影响。结果 (1)用血管加压素收缩后,正常对照组和实验组的最大舒张百分比分别是(99. 08±4. 23)%和(38. 34±2. 57)%;用KCl收缩后,这2组的最大舒张百分比分别是(98. 93±3. 09)%和(35. 46±4. 05)%,组间比较差异均有统计学意义(均P <0. 01)。(2)孵育柚皮素前后,这2组的肠系膜动脉对血管加压素的收缩幅度分别为(3. 09±0. 27),(1. 75±0. 18) mN;这2组对KCl的收缩幅度分别为(3. 48±0. 31),(1. 48±0. 16) mN,组间比较差异均有统计学意义(均P <0. 01)。(3)这2组的大鼠肠系膜动脉VSMCs的BK_(Ca)电流最大电流密度分别为(25. 36±4. 12),(42. 58±3. 27) pA/pF,组间比较差异有统计学意义(P <0. 01)。结论柚皮素可以松弛大鼠肠系膜动脉,其松弛作用与增加BK_(Ca)电流有关。