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。

视网膜动脉平滑肌细胞中大电导钙离子激活钾通道电流和钙离子浓度变化对糖尿病视网膜动脉收缩的影响

背景糖尿病视网膜病变（DR）是常见的视网膜微血管并发症，视网膜血管平滑肌细胞大电导钙激活钾离子通道（BK）是调节血管舒缩和血液动力的主要因素。目前关于视网膜动脉平滑肌细胞（RASMCs）上BK通道的功能变化在DR形成中的作用鲜有研究报道。目的研究正常及糖尿病模型大鼠RASMCs中BK通道电流、钙离子浓度及不同钙离子浓度下BK通道开放概率（NP0）的变化，探讨DR早期的血管损伤机制。方法采用随机数字表法将50只SPF级8～12周龄SD大鼠随机分为正常对照组和糖尿病模型组，糖尿病模型组40只大鼠腹腔内注射60mg／kg链脲佐菌素（STZ）法制作1型糖尿病模型，正常对照组大鼠10只同法注射枸橼酸钠溶液。采用酶消化法分离大鼠RASMCs，应用全细胞膜片钳技术记录大鼠RASMCs中BK通道电流；采用荧光探针法测定大鼠RASMCs内钙离子浓度；采用膜内向膜外型单通道膜片钳技术记录不同钙离子浓度条件下RASMCs中BK单通道NP。的变化。结果36只大鼠糖尿病造模成功，造模成功率为90％。刺激电压大于60mV时，糖尿病模型组大鼠RASMCs中BK通道电流密度明显下降，刺激电压为100mV时，正常对照组和糖尿病模型组大鼠RASMCsBK通道电流分别为（100±23）PA／PF和（50＋7）PA／PF，差异有统计学意义（t=19．80，P〈0．05）。当加入BK通道特异性阻滞剂非洲蝎毒素100nmol后，正常对照组的BK通道电流明显减弱，而糖尿病模型组BK通道电流无明显变化；正常对照组和糖尿病模型组大鼠RASMCs内钙离子浓度分别为（123±11）nmol／L和（255±10）nmol／L，差异有统计学意义（t=32．50，P〈0．05）。在刺激电位为60mV条件下，随着钙离子浓度增加，BK通道NP。增加，差异有统计学意义（F=15．28，P〈0．05）。结论糖尿病模型大鼠RASMCs中BK通道电流下降，细胞内钙离子浓度升高，BK单通道NP0下降。BK通道功能改变可能是导致糖尿病时视网膜动脉异常收缩的主要原因之一。

ω-3多不饱和脂肪酸对大电导钙离子激活钾通道的影响

ω-3多不饱和脂肪酸主要包括二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸,二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸经细胞色素P450环氧化酶代谢可分别生成环氧二十碳四烯酸和环氧二十二碳五烯酸。环氧二十二碳五烯酸和环氧二十碳四烯酸可激活大电导钙离子激活钾通道,这可能是ω-3多不饱和脂肪酸扩张血管和降低血压的机制。

线粒体大电导钙离子激活钾通道的研究进展

线粒体由内外两层膜封闭而成，其中线粒体内膜作用极为重要，呼吸链蛋白复合体附着于线粒体内膜，同时于此完成其生理功能。目前，线粒体内膜已鉴定出多种钾离子通道蛋白，如线粒体选择性钾离子通道。

腺苷三磷酸对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙离子激活钾通道的作用

冠状动脉平滑肌细胞膜上存在许多大电导钙离子激活钾通道(BK通道),该通道具有电压依赖性和钙敏感性。研究发现,腺苷三磷酸可通过激活非选择性阳离子门控通道P2X受体使细胞外钙离子内流增加,也可以通过G蛋白偶联受体P2Y使细胞内三磷酸肌醇敏感钙库释放钙离子,升高细胞内钙浓度,从而激活BK通道,起到扩张冠状动脉的作用。

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。

糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞中大电导钙离子激活钾通道电流和钙离子浓度变化

目的探讨糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞中大电导钙离子激活钾通道(BK通道)电流及钙离子浓度的变化。方法 40只SD大鼠随机均分为正常对照组(A组)和糖尿病组(B组)。采用链脲霉素腹腔内注射建立糖尿病大鼠模型,酶消化法分离冠状动脉平滑肌细胞,全细胞膜片钳实验和荧光测定方法分别检测冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流和钙离子浓度。结果与A组相比,当刺激电压大于60mV时,B组冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流密度明显下降(P<0.05);A组冠状动脉平滑肌细胞内钙离子浓度明显低于B组[(103±23)nmol/L vs.(193±22)nmol/L](P<0.05)。结论冠状动脉平滑肌细胞中BK通道电流下降及细胞内钙离子浓度升高可能是糖尿病冠状动脉功能损伤的重要原因。

大电导钙离子激活钾通道对胰岛素抵抗时血管功能的影响及其机制

胰岛素抵抗（IR）是指肝脏、脂肪、骨骼肌等胰岛素靶组织对胰岛素敏感性及反应性降低，而正常剂量胰岛素产生低于正常生物学效应的一种病理生理状态。有研究表明，IR是肥胖、代谢综合征、2型糖尿病以及心血管疾病等多种疾病的共同危险因素，且可导致心、脑、肾等靶器官损害。其中，IR时血管功能受损可能是其引起靶器官损害的原因之一，但其机制目前尚未完全阐明。

大电导钙激活钾离子通道(BKca通道)与神经病理性疼痛

神经病理性疼痛是一种由于感觉神经系统的损伤或疾病直接造成的慢性疼痛，继发于多种疾病，如外周神经损伤，糖尿病等，临床发病率较高，严重影响患者生活质量。大电导钙激活钾离子通道（BKca通道）广泛存在于多种器官和组织，具有多样的生理功能，如调节神经细胞兴奋性、调控神经递质释放等。随着对神经病理性疼痛发病机制和BKca通道生理病理功能不断地深入研究，BKca通道对外周神经损伤后神经病理性疼痛发生发展的重要作用逐步得到认识。

人皮肤鳞状细胞癌组织大电导钙激活钾通道蛋白的表达

荚于肿瘤细胞的病理生理研究中发现．离子通道具有调控细胞生长、分化和增殖等重要作用，它与细胞电生理、细胞内信号传递、基因表达等基本生命现象密切相关，其功能、结构或数量等的异常是导致恶性肿瘤等重大疾病发生发展的决定性因素之一。

糖尿病视网膜病变大鼠视网膜动脉平滑肌细胞中钙离子浓度的变化

目的探讨糖尿病视网膜病变SD大鼠视网膜动脉平滑肌细胞中钙离子浓度的变化。方法取40只正常雄性SD大鼠,采用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)100 mg·kg-1腹腔内注射建立糖尿病大鼠模型,持续6个月后经眼底荧光血管造影证实各大鼠出现糖尿病视网膜病变,作为糖尿病视网膜病变组。同时选择正常SD大鼠40只及单纯形成糖尿病的大鼠40只分别用作正常对照组及单纯糖尿病组。酶消化法分离出视网膜动脉平滑肌细胞,荧光测定仪测定三组大鼠视网膜动脉平滑肌细胞内钙离子浓度,SPSS17.0软件进行分析,以P<0.05为差异有统计学意义。结果造模8周后,测得正常对照组和单纯糖尿病组大鼠血糖水平分别为(6.77±0.18)mmol·L-1和(31.14±0.75)mmol·L-1,符合成模条件,6个月后糖尿病视网膜病变组大鼠眼底荧光血管造影确定为糖尿病视网膜病变SD大鼠模型。糖尿病视网膜病变大鼠视网膜动脉平滑肌细胞内钙离子浓度(255±10)nmol·L-1较正常对照组(123±11)nmol·L-1和单纯糖尿病组(152±23)nmol·L-1明显增高,三组之间差异具有统计学意义(P<0.05)。结论糖尿病视网膜病变视网膜动脉平滑肌细胞内钙离子浓度升高可能成为糖尿病视网膜动脉异常收缩及功能异常的重要原因。

TRPC1与BK-α的表达对大鼠糖尿病肾病的影响

目的 探究瞬时受体电位C1(transient receptor potential channel 1,TRPC1)蛋白和大电导钙离子激活钾通道α亚单位(large conductance Ca^(2+)-activated K^(+)channel α subunit,BK-α)蛋白对大鼠糖尿病肾病(diabetic kidney disease,DKD)的影响。方法 将SD大鼠随机分为对照组(n=15)和模型组(n=15)。利用高脂饲料和链脲佐菌素(streptozocin,STZ)构建DKD模型。采用血糖分析仪检测大鼠血糖变化;采用全自动生化分析仪检测大鼠肾功能水平;HE染色检测肾组织的病理变化以确定造模成功。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和蛋白免疫印迹分别检测肾组织TRPC1和BK-α的mRNA和蛋白表达水平;免疫组化检测TRPC1和BK-α的分布和表达情况。结果 模型组大鼠空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、尿白蛋白排泄率(urinary albumin excretion rates,UAER)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)和肌酐(creatinine,Cr)均显著高于对照组(P <0.01);模型组大鼠肾小管内壁细胞出现膨胀现象,部分细胞脱离;可见肾小管发生病变或死亡;此外,在许多肾小管及肾间质区域发现有中性白细胞及其残骸;以上HE染色结果提示,DKD模型复制成功。TRPC1和BK-α在肾小球部位最为丰富,且模型组大鼠肾组织中TRPC1和BK-α的mRNA和蛋白水平都显著高于对照组(P <0.05)。结论 大鼠糖尿病肾病影响TRPC1和BK-α在肾组织中的分布和表达。

不同浓度二十二碳六烯酸对正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道的激活作用及其机制

目的:探讨不同浓度二十二碳六烯酸(DHA)对正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾离子通道(BK通道)的激活作用及其机制。方法:酶消化法分离正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞。采用全细胞膜片钳实验技术记录在未孵育与孵育细胞色素P450环氧化酶抑制剂SKF525A并灌流不同浓度DHA条件下BK通道电流密度变化;采用单通道膜片钳实验技术记录灌流不同浓度DHA时BK单通道开放概率的变化。结果:0.01~1.00μmol/L(定义为低浓度)DHA激活BK通道的半效浓度(EC50)为(0.24±0.05)μmol/L,但经SKF525A孵育后激活作用消失;3.00~10.00μmol/L(定义为高浓度)DHA激活BK通道的EC50为(2.38±0.22)μmol/L,经SKF525A孵育后,激活作用仍存在,且EC50无明显变化。在电极外液钙离子浓度为1μmol/L和刺激电位60 m V条件下,DHA浓度为0、0.01、0.03、0.10、0.30、1.00μmol/L时,BK通道开放概率分别为(0.095 2±0.009 5)、(0.093 9±0.012 6)、(0.098 6±0.016 9)、(0.099 5±0.014 7)、(0.097 5±0.010 4)和(0.102 3±0.020 6)(P>0.05,n=5),提示低浓度DHA不能激活BK单通道;继续增加DHA浓度,当浓度为3、10μmol/L时,BK单通道开放概率分别为(0.700 3±0.013 2)和(0.892 7±0.052 3)(P<0.05,n=5),提示高浓度DHA呈浓度依赖性激活BK单通道,EC50为(3.37±0.10)μmol/L。结论:不同浓度DHA激活BK通道的机制不同,低浓度DHA通过细胞色素P450环氧化酶途径激活BK通道,高浓度DHA可能通过与BK通道结合后直接激活。

二十二碳六烯酸及其代谢产物对正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的激活作用

目的研究二十二碳六烯酸(DHA)及其代谢产物16,17-环氧二十二碳五烯酸(16,17-Ep DPE)对正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(BK)单通道的激活作用,探讨DHA扩张冠状动脉、保护心血管的机制。方法酶消化法分离正常大鼠冠状动脉平滑肌细胞,采用膜内向外型单通道膜片钳实验技术记录0,0.01,0.1,0.3,1,3,5,7.5和10 mmol/L浓度下DHA及其代谢产物16,17-Ep DPE灌流后BK单通道开放概率。结果在电极外液钙离子浓度为1 mmol/L和刺激电位60 m V条件下,DHA浓度为0,0.01,0.1,0.3和1 mmol/L时,BK通道开放概率分别为0.091 4±0.009 8,0.090 7±0.010 2,0.094 5±0.009 1,0.098 6±0.011 2和0.110 4±0.014 5(P>0.05,n=5);DHA浓度为3,5,7.5和10 mmol/L时,BK单通道开放概率分别为0.671 2±0.045 6,0.751 1±0.079 8,0.842 4±0.137 3和0.866 9±0.096 7(P<0.05,n=5),呈浓度依赖性增高。16,17-Ep DPE浓度为0,10,50和100 nmol/L时,BK单通道开放概率分别为0.102 5±0.011 4,0.100 6±0.009 1,0.112 8±0.013 2和0.108 1±0.014 3(P>0.05,n=5)。结论低浓度DHA不能激活BK单通道,高浓度DHA可能通过与BK通道结合并直接激活BK单通道,这可能是DHA扩张冠状动脉的机制之一。

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。

柚皮苷激活Maxi K对糖尿病心脏的保护作用

目的探讨柚皮苷(naringin, NA)通过激活大电导钙激活钾离子通道(the large conductance Ca;activated K;channels, Maxi K)对糖尿病心肌病的保护作用。方法高脂饲料喂养SD大鼠,随后腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)建立糖尿病大鼠模型。造模后随机分为模型组(DCM),柚皮苷治疗组(NA),柚皮苷+Maxi K特异性抑制剂治疗组(NA+PAX),每组8只大鼠。治疗组大鼠连续给药12周,定期检测血糖。结束后观察大鼠心功能、形态及纤维化改变;并检测心脏Maxi K的α及β亚基变化。结果超声显示NA可部分恢复大鼠心功能,而特异性阻断Maxi K后,NA对心脏的保护作用明显下降;纤维化分析显示NA治疗后可降低大鼠胶原蛋白及纤连蛋白表达,该作用可被PAX部分逆转;而Western blot结果显示Maxi Kα及β亚基在DCM组表达下降,NA治疗后无明显改变。结论柚皮苷通过促进细胞膜表面Maxi K通道开放而非增加其表达产生对糖尿病大鼠的心脏保护作用。

多功能钾离子通道BKCa的研究进展

大电导钙激活钾离子通道(BKCa)属于细胞膜上的钾通道,广泛分布于人体各种组织中,呈现出高密度表达,开放概率大、电导率高、调控位点多等特点。BKCa因其分子结构复杂、对K+的高通透性以及离子通道的功能结构特点,参与细胞的兴奋及代谢调节、细胞内信号转导等生理过程,并在多种重要生理活动中发挥重要作用,成为许多疾病潜在的治疗靶点。因此,深入研究BKCa的分子结构和功能将为治疗相关疾病的药物研发奠定基础。

马钱子碱通过钾离子通道调节外周镇痛

目的马钱子是传统的镇痛中药之一,马钱子碱(又名布鲁生)是马钱子镇痛的有效成分,但外周镇痛机制研究较少,本文通过痛行为检测和单纤维自发放电手段,观察马钱子碱在外周损伤区中的镇痛作用机制。方法 建立慢性压迫损伤模型 (CCI),利用机械缩足反射阈值(PWT)和热缩足潜伏期(PWL)检测大鼠的疼痛行为学变化;记录起步点单纤维自发放电检测 马钱子碱对放电频率的影响。结果 与溶剂组相比,外周损伤区局部注射马钱子碱后 PWT 和 PWL 显著增加(P<0.01),预先 注射非特异性钾通道阻断剂四乙基铵(TEA)/大电导钙激活钾离子通道(BKca)阻断了马钱子碱的镇痛作用;马钱子碱使起步 点自发放电频率显著降低(P<0.01),而灌流 TEA 后抑制了它的作用,进一步灌流钙依赖钾离子的特异性阻断剂阻断 BKca、中 电导钙激活钾离子通道和小电导钙激活钾离子通道,发现仅阻断 BKca 通道可抑制马钱子碱对起步点自发放电频率的抑制作 用。结论 马钱子碱在外周具有镇痛作用,并且 BKca 能够阻断其作用,表明 BKca 参与马钱子碱在外周的镇痛作用。

活性氧对糖尿病患者血管平滑肌细胞大电导钙激活钾离子通道的影响及其机制

大电导钙激活钾离子通道是一种具有钙离子敏感性及电压依赖性且对血管张力调节具有重要作用的膜离子通道,糖尿病时血管平滑肌细胞大电导钙激活钾离子通道结构及功能发生改变,说明糖尿病血管病变可能与大电导钙激活钾离子通道异常有关。活性氧是体内一类氧的单电子还原产物,高血糖状态下活性氧生成增加。目前越来越多的证据表明高血糖状态下活性氧影响大电导钙激活钾离子通道功能,但具体机制尚不完全清楚。本文主要综述活性氧对糖尿病血管平滑肌细胞大电导钙激活钾离子通道的影响及其机制。

高胆固醇血症时大电导钙激活钾离子通道的改变及其调控机制

大电导钙激活钾通道(BK通道)在血管平滑肌细胞上分布极为广泛,参与血管张力调节、神经兴奋、神经递质释放和缺血再灌注损伤等多种重要生理和病理活动。高胆固醇血症时BK通道的功能和表达会发生变化,可能与质膜双分子层性质改变、胆固醇-蛋白直接作用或细胞分子信号通路传导等密切相关。