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。

中电导钙激活钾离子通道在心脑血管疾病中的研究进展

在非传染性疾病中,心血管疾病(CVD)是导致死亡的主要原因。根据2023年更新的美国心脏学会报告,2017~2020年全球心血管疾病的患病率高达48.6%[1]。在中国,CVD的患病率和死亡率逐年上升,给社会带来巨大的经济负担。因此,心血管疾病的机制研究及诊治具有重要意义。

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].

环状RNA mmu_circ_0005019影响小鼠心肌细胞钙激活钾通道电流及动作电位

目的 探索环状RNA mmu_circ_0005019调控小电导钙激活钾(small-conductance calcium-activated potassium, SK)通道蛋白亚基SK3编码基因Kcnn3的表达,以及对小电导钙激活钾通道电流(IK,Ca)和动作电位时程(action potential duration, APD)的影响。方法 在小鼠HL-1细胞中分别构建mmu_circ_0005019过表达和干扰模型,分为过表达组(n=3)、空质粒组(n=3)、干扰1组(n=3)、干扰2组(n=3)、对照组(n=3),通过RT-qPCR、Western blot分析mmu_circ_0005019调节Kcnn3表达的分子机制,应用膜片钳技术电流钳模式记录全细胞的IK,Ca,并用电压钳模式记录APD。结果 成功构建了环状RNA mmu_circ_0005019过表达和干扰的HL-1细胞模型。过表达组的Kcnn3基因表达与空质粒组相比明显上调(P<0.05);干扰1组和干扰2组的Kcnn3基因表达与对照组相比均明显下调(P<0.05)。电生理发现过表达mmu_circ_0005019增加了HL-1细胞IK,Ca电流密度,APD显著缩短;相反,干扰mmu_circ_0005019减少了IK,Ca电流密度,APD显著延长。结论 mmu_circ_0005019可以上调小鼠HL-1细胞Kcnn3的表达水平,从而改变IK,Ca和APD,提示环状RNA mmu_circ_0005019可能在房颤发生中起到促进作用。

阻断心脏自主神经节中电导钙激活钾通道降低心房快速起搏犬心房颤动的易损性研究

目的探究心脏自主神经节(GP)中电导钙激活钾通道(KCa3.1)介导巨噬细胞极化在心房颤动发生中的作用。方法本研究于2023年在武汉大学心血管病研究所中开展。18只比格犬按随机数字表法分为对照组(n=6)、快速心房起搏(RAP)组(n=6)和TRAM-34组(Kca3.1阻断剂),分别在TRAM-34组和其他组犬的GP中局部注射TRAM-34(0.3 ml,15 mmol/L)和生理盐水。之后,所有组监测右前GP(ARGP)神经活性及心房在体电生理。最终取材后检测ARGP组织中炎性因子水平及巨噬细胞极化情况。结果TRAM-34注射后对非起搏犬心房电生理及ARGP活性无明显影响。RAP明显缩短了心房各部位的有效不应期(ERP),增加了心房颤动易损性和ARGP神经活性,而TRAM-34局部注射有效抑制了这些变化。RAP组和TRAM-34组ARGP组织中CD68+细胞、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α水平均高于对照组。此外,起搏组ARGP组织中CD68+细胞、iNOS和炎性细胞因子水平高于TRAM-34组。结论心房快速起搏时,阻断KCa3.1可抑制GP活性,降低心房颤动易损性,该作用可能与抑制局部巨噬细胞参与GP的炎症反应有关。

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。

小电导的钙激活钾离子通道1的真核表达及其在乳腺癌细胞增殖中的作用

目的构建重组的真核表达质粒pENTER-小电导的钙激活钾离子通道1(small conductance calcium-gated K+channel 1,SK_(Ca)1),并研究其在乳腺癌细胞密歇根癌症基金会7号(Michigan cancer foundation-7,MCF-7)中的表达;观察SK_(Ca)1的亚细胞定位;检测SK_(Ca)1在乳腺癌细胞增殖中的作用。方法从MCF-7细胞中抽提总RNA并逆转录成cDNA;以cDNA为模板扩增SK_(Ca)1基因,通过无缝克隆技术将基因片段克隆至真核表达质粒pENTER中;质粒转染MCF-7细胞后,分别用Western blot和免疫荧光实验检测SK_(Ca)1的表达及亚细胞定位,用细胞计数试剂盒8(cell counting kit-8,CCK-8)实验测定SK_(Ca)1的细胞增殖效应。结果成功构建了带有标签的重组真核表达质粒pENTER-SK_(Ca)1,并在乳腺癌细胞MCF-7中高效表达;SK_(Ca)1主要分布于细胞质和细胞核,并能促进乳腺癌细胞增殖。结论成功制备了研究SK_(Ca)1的必要工具原料并对其分子机制进行了初步探索,为深入研究SK_(Ca)1在乳腺癌细胞中的信号转导作用奠定了基础。

心房肌胞内钙浓度变化对心房颤动患者小电导钙激活钾通道电流的影响

目的:SK通道存在于心肌细胞上,其中SK2亚型主要表达在心房。SK2通道对胞内游离钙离子高度敏感,可快速将钙离子浓度的变化转换成细胞膜电位变化。本实验应用穿孔膜片钳技术记录人心肌细胞SK2电流,观察心房肌细胞SK2电流在窦性患者和心房颤动患者之间的差别,以及电极液中不同的钙浓度对两组细胞SK2电流的影响。方法:将接受体外循环手术的患者分为两组:心房颤动组和窦性心律组。以心房肌细胞为研究对象,用穿孔膜片钳技术记录人心肌细胞电流,观察窦性组与房颤组SK2通道电流的差异以及两组细胞SK2电流对电极液中钙敏感性的不同。结果:在全细胞穿孔膜片钳模式下,电极液中游离钙离子浓度为5×10-7mol/L时,记录到房颤组SK2通道电流明显大于窦性组,尤其是在超极化水平。膜电位在-130 mV时,窦性组与房颤组的SK2通道电流密度分别为(-2.92±0.35)pA/pF(n=6),(-6.83±0.19)pA/pF(n=3,P<0.05)。在电极液游离钙离子浓度分别为0 mol/L、5×10-7mol/L、10-6mol/L,膜电位为-130 mV时,窦性组SK2通道电流密度分别为(-1.43±0.33)pA/pF(n=7),(-2.92±0.35)pA/pF(n=6),(-10.11±2.15)pA/pF(n=8,P<0.05);房颤组SK2通道电流密度分别为(-2.17±0.40)pA/pF(n=4)(-6.83±0.19)pA/pF(n=3)(-14.47±2.89)pA/pF(n=4)(P<0.05)。结论:人心房肌细胞SK2通道具有电压不敏感、内向整流、apamin敏感的特性。电极液中钙浓度相同的情况下,房颤组的SK2电流密度明显大于窦性组,SK2通道电流对钙离子的敏感性高于窦性组,提示SK2通道钙敏感性增加可能与心房颤动的发生发展密切相关。

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。

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]。

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。

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。

钙激活性中电导钾离子通道在宫颈癌组织中的表达及其在细胞凋亡中的作用

目的观察钙激活性中电导钾离子通道(IKCa1)在宫颈癌组织中的表达变化及其在宫颈癌HeLa细胞凋亡中的作用。方法用RT-PCR检测18例正常宫颈组织及15例宫颈癌组织中IKCa1 mRNA的表达;用IKCa1通道的阻断剂克霉唑处理宫颈癌HeLa细胞,用RT-PCR检测细胞IKCa1 mRNA的表达变化,MTT法观察细胞增殖抑制的变化。结果宫颈癌组织中IKCa1 mRNA的阳性表达率(73.33%)及表达水平(1.14±0.45)明显高于正常宫颈组织(11.11%和0.86±0.23)(P<0.05)。克霉唑以浓度和时间依赖的方式抑制HeLa细胞的增殖,下调IKCa1 mRNA的表达水平,诱导细胞凋亡。结论 IKCa1的异常表达可能与宫颈癌相关,降低其表达可能通过诱导细胞凋亡而抑制宫颈癌细胞的增殖。

长期高盐所致高血压大鼠主动脉血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道电流的变化

目的观察高盐饮食后大鼠血压水平及主动脉血管平滑肌细胞(VSMC)大电导钙激活钾通道(BKCa)电流的变化。方法 3周龄雄性Wister大鼠随机分为2组:对照组和模型组,每组24只大鼠;对照组予以正常(含0.5%Na Cl)饮食,模型组予以高盐(含4%Na Cl)饮食。采用尾动脉测压法测量大鼠血压,全细胞膜片钳技术记录大鼠主动脉VSMC膜BKCa电流。结果模型组从第8周开始血压明显升高,随着高盐饮食时间延长,血压逐渐增加;在第10、12、14、16周时血压较对照组均显著升高(P<0.01)。模型组大鼠主动脉VSMC膜BKCa电流和电流密度随高盐饮食时间延长而显著增大;在第8、12、16周时,BKCa峰电流密度较对照组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论高盐饮食可导致大鼠血压升高;大鼠BKCa电流密度随着高盐饮食所致血压的升高而逐渐增加。

大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道的全细胞电流记录

目的探讨记录全细胞的大电导钙激活钾通道的技术方法。方法首先酶解急性分离大鼠海马神经元;利用全细胞膜片钳技术记录大电导钙激活钾电流。结果可记录到一系列快速的外向钾离子电流。结论所记录到的外向钾离子电流中,快速出现并很快减小的呈尖峰样的瞬变外向电流主要由大电导的钙激活钾电流组成。

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。

中电导钙激活钾离子通道在乳腺癌中的表达及其与临床病理指标的关系

目的探讨中电导钙激活钾离子通道(Intermediate-conductance calcium-activated potassium channel,SK4)在乳腺癌组织和细胞系中的表达及其临床意义。方法 42例乳腺癌组织标本,20例距肿瘤切缘2 cm的癌旁组织标本。免疫组织化学法(Immunohistochemistry,IHC)和Western Blot法(WB)检测SK4在乳腺癌组织和乳腺癌细胞系中的表达,并分析其与临床病理指标的关系。结果 SK4在癌组织中的表达高于癌旁组织。SK4在乳腺癌组织和癌旁组织中的表达阳性率分别为88.1%和35.0%(P<0.05);低、中、高分化肿瘤中SK4表达阳性率分别为100.0%、87.5%和75.0%(P<0.05);伴或不伴淋巴结转移的患者SK4的表达阳性率分别为69.2%和99.6%(P<0.05);在乳腺癌雌激素受体阳性和阴性中SK4的阳性率别为86.7%和91.7%(P>0.05)。SK4在乳腺癌细胞系MDA-MB-231和MCF-7中明显表达。结论 SK4在乳腺癌组织中表达增加;SK4的表达与肿瘤分化程度、淋巴结转移相关。

维生素C与过氧化氢对老年豚鼠耳蜗外毛细胞大电导钙激活钾通道电流的影响

目的研究过氧化氢(H2O2)及维生素C对老年豚鼠耳蜗外毛细胞大电导钙激活钾通道(large conductance Ca2+-activated potassium channels,BKCa channels)电流的影响及其机制。方法采用急性酶分离方法分离25只老年豚鼠耳蜗外毛细胞,以膜片钳全细胞记录方式观察BKCa通道电流(5只豚鼠);记录到稳定、正常的BKCa通道电流后,向新鲜分离贴壁外毛细胞的2ml浴槽的浴液中加入H2O2稀释液40μl,使浴液中H2O2浓度为4μmol/L,观察H2O2对BKCa通道电流的影响(5只豚鼠);再分组加入维生素C溶液10、20、40μl(各组5只豚鼠),使浴液中维生素C终浓度分别为25、50、100μg/ml,观察H2O2和维生素C联合作用对BKCa通道电流的影响。结果 1膜片钳全细胞记录模式下,记录到一串幅值较大、快速激活、几乎不失活的电流,激活电压大于-40^-30mV,电流随膜电位的增加而增强,并表现出外向整流的特性;加入BKCa通道特异性阻断剂伊比利亚毒素(iberiotoxin,IbTX)100nmol/L后,通道活动完全阻断,证实为BKCa通道电流。2加入H2O2后,用药3分钟内,当VT为+50mV时,BKCa通道峰值电流密度最大值从22.09±0.27pA/pF升至43.53±1.09pA/pF,增幅97.06%。H2O24μmol/L+25、50、100μg/ml维生素C时,BKCa通道电流表现浓度依赖性抑制,电流幅值和峰值电流密度随着维生素C浓度增加而减小,I-V曲线下降,洗脱后仍不能恢复至加药前正常水平。结论老年豚鼠耳蜗外毛细胞存在氧自由基/BKCa途径,而维生素C可减轻氧自由基对外毛细胞BKCa通道的影响。

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。