心房颤动患者超速激活延迟整流性钾电流重构的研究

目的:探讨心房颤动(房颤)患者超速激活延迟整流性钾电流(ⅠKur)的改变及意义。方法:采用膜片钳全细胞法分别记录窦性心律(窦律)患者心房肌细胞(窦律组)和房颤患者心房肌细胞(房颤组)ⅠKur密度,并进行对比。结果:指令电位+20～+50mV时,房颤组ⅠKur密度均较窦律组明显降低(P<0.05)。结论:ⅠKur密度下调是房颤心房电生理重构的重要离子基础,可能对心房动作电位时程的缩短具有一定代偿意义。

低渗性肿胀对豚鼠心室肌细胞动作电位及延迟整流钾电流的影响

观察单个豚鼠心室肌细胞动作电位和主要复极期电流延迟整流钾电流(IK)的变化,探讨急性心肌缺血再灌注室性心律失常发生的离子机制。采用全细胞膜片钳记录技术,观察低渗液(200mOsm/kg)灌流胶原酶分离的单个豚鼠心室肌细胞发生肿胀后的动作电位各参数的变化,同时记录IK及其快、慢两种激活成分(IKr及IKs)的变化。结果:低渗液灌流后心室肌细胞迅速发生肿胀,动作电位幅度(APA)、静息膜电位(RMP)及阈电位水平无明显变化;而动作电位时程(APD)在600,1000和3000ms三种基础起搏周长(BCL)刺激时均缩短(P<0.05),尤以APD复极达50%和90%时缩短更为明显。APD生理性频率适应性消失且离散度增大。低渗性肿胀状态下IK电流幅度在3000ms长去极化保持时间(主要成分为IKs)刺激时从1134.33±150.17pA增加至1621.98±234.95pA(P<0.001,n=10);而在100ms短去极化保持时间(主要成分为IKr)刺激时从693.44±96.44pA降低至294.06±71.79pA(P<0.05,n=8);并且使IK的IV曲线向上移位。结论:低渗性肿胀的心室肌细胞IK特别是IKs的增加是引起APD缩短的重要因素,是急性心肌缺血再灌注室性心律失常发生的离子机制之一。

微丝对豚鼠胃窦平滑肌细胞延迟整流性钾电流的影响

目的:探讨微丝对豚鼠胃窦平滑肌细胞延迟整流性钾电流和低渗牵张增强延迟整流性钾电流过程中的影响。方法:采用传统全细胞膜片钳技术记录急性分离的胃窦平滑肌细胞延迟整流性钾电流。结果:20μmol/L细胞松弛素B(微丝的解聚剂)增强延迟整流性钾电流(Ik(v));而20μmol/L鬼笔环肽(微丝的稳定剂)抑制Ik(v)。低渗灌流可增强Ik(v);电极内液中分别给予20μmol/L细胞松弛素B和鬼笔环肽时,低渗灌流也增强Ik(v),但是与对照组相比无显著性差异。结论:在豚鼠胃窦平滑肌细胞,微丝调节延迟整流性钾通道的活动,但是可能不参与低渗牵张增强延迟整流性钾电流的过程。

心肌肥厚时延迟性整流钾电流研究进展

心肌肥厚是心肌长期负荷过度引起的一种适应性病理改变，其心肌细胞的变化，不仅是细胞体积增大的过程，也伴有心肌细胞离子通道、离子流及膜电位的变化，肥厚心肌细胞这种电生理特性的改变称为电重构。心肌肥厚最突出的电重构表现是动作电位复极延长，它是产生各种心律失常的电生理学基础。

ZnO纳米粒子通过线粒体通路抑制小鼠光感受器细胞Na^＋/K^＋-ATP酶表达和活性的作用研究

氧化锌(ZnO)纳米粒子已被发现具有生物毒性,氧化应激被认为是最重要的因素之一。前期实验证实,ZnO纳米粒子能显著减少锰超氧化物歧化酶(Mn SOD)蛋白的表达,降低Mn SOD活性。本文通过检测乳酸脱氢酶(LDH)释放、线粒体活性氧(ROS)水平和膜电位(Δφm)、延迟整流钾电流变化和Na^+/K^+-ATP酶的表达及活性等变化,检测ZnO纳米粒子对小鼠光感受器细胞的细胞毒作用。结果表明,ZnO纳米粒子可显著增强小鼠光感受器细胞中LDH的释放、增加线粒体内ROS水平并下调Δφm、阻断延迟整流钾电流,同时降低Na^+/K^+-ATP酶的表达及活性,从而对小鼠视网膜光感受器细胞产生细胞毒作用,提示ZnO纳米粒子可通过线粒体通路引起氧化应激,从而抑制小鼠光感受器细胞Na^+/K^+-ATP酶表达和活性,产生细胞毒性,导致细胞死亡。本文的研究结果有助于理解ZnO纳米粒子引起细胞毒性的作用机理。

比索洛尔对心肌梗死后心室肌细胞动作电位时程及钾电流的影响

目的观察心肌梗死(MI)后3周心室肌细胞动作电位时程(APD)及外向性电流的瞬时外向K+电流(Ito)和内向整流性K+电流(IK1)的改变,并探讨比索洛尔的保护作用。方法建立家兔MI模型,将动物随机分为3组:心肌梗死组(MI组)21只;用药组(βB组)20只;伪手术组(Sham组)20只。微电极记录APD;采用Langendoff灌流法获得单个心室肌细胞,利用膜片钳技术全细胞记录模式记录心室肌细胞Ito和IK1。结果非梗死区心室肌细胞的APD50、APD90MI组显著长于Sham组(P<0.05),βB组与Sham组比较差异无显著性。Ito电流密度MI组显著低于Sham组(6.46±2.91vs13.02±4.07,P<0.05),βB组(10.75±2.38)与Sham组比较差异无显著性。3组间IK1电流密度差异无显著性。结论比索洛尔可减轻MI非梗死区心室肌细胞APD及心室肌细胞Ito的变化,但对IK1电流密度无显著影响。

hERG编码的钾离子通道与药物致QT间期延长的安全性评价

最近研究表明hERG(human ether-a—go-go related gene)基因编码的钾离子通道(hERG通道)作为一种广谱的药物靶标,被某些药物作用时会引起长QT间期综合征(LQTS),甚至导致具有生命危险的室性心律失常——尖端扭转性室性心动过速(TdP),引起制药公司和安全部门的广泛关注,现就hERG通道的结构和功能特征、不同亚基及细胞环境对其调节、目前临床前体内体外的研究方法及关于hERG通道的药物安全性评价进行简要介绍。

I_(Ks)复极储备下调对心肌肥厚豚鼠室性心律失常发生的影响

目的:观察心肌肥厚时快激活延迟整流钾电流(rapidly activated delayed rectifier potassium channel,I_(Kr))和慢激活延迟整流钾电流(slowly activated delayed rectifier potassium channel,IKs)的变化,并探讨I_(Kr)和IKs阻断剂对心肌肥厚豚鼠室性心律失常发生的影响。方法:豚鼠分为假手术组和左心室肥厚(left ventricular hypertrophy,LVH)组,制备LVH模型。采用全细胞膜片钳技术记录心室肌细胞I_(Kr)和IKs电流,观察I_(Kr)和IKs电流的变化;给予豚鼠分别静脉注射I_(Kr)阻断剂多非利特(0.04 mg/kg)和IKs阻断剂chromanol 293B(0.1 mg/kg),观察其对LVH豚鼠QTc及室性心律失常发生的影响。结果:豚鼠胸主动脉缩窄6周后,与假手术组相比,室间隔厚度,左室后壁厚度,QTc间期和细胞电容显著增加(P<0.05或P<0.01);LVH心室肌细胞IKs明显减少[+60 m V:(0.36±0.03)p A/p F vs(0.58±0.05)p A/p F,P<0.01];LVH对I_(Kr)无明显影响。I_(Kr)阻断剂可显著延长LVH豚鼠QTc间期(P<0.01),并增加室性心律失常的发生。IKs阻断剂对LVH豚鼠QTc间期及室性心律失常的发生无明显影响。结论:IKs复极储备下调是心肌肥厚诱发室性心律失常的重要机制之一。

p75NTR对兔陈旧性心肌梗死心室肌跨膜复极离散度的作用

目的:通过干预神经营养因子p75受体(p75NTR)探讨心肌梗死(MI)后神经过度增生对兔心室肌跨室壁复极离散度(TDR)的作用。方法:选日本大耳兔40只随机分成4组(n=10):假手术(Sham)组、陈旧性心梗(HMI)组、p75NTR激活组和p75NTR抑制组。采用酶解法制备3层心室肌单细胞,利用膜片钳技术记录动作电位及电流。结果:与Sham组相比,HMI组和p75 NTR激活组的三层心肌细胞的动作电位复极化90%时间(APD90)与TDR明显增加(P<0.05),尤以p75NTR组为甚,而p75NTR抑制组APD90明显减小,TDR降低;p75NTR受体激活组和HMI组三层心肌Ito和IKs,tail电流密度较Sham组均明显下降(P<0.05),以中层心肌下降程度最大;应用P75NTR抑制剂后,下降程度降低,与Sham组比无明显差异。结论:p75NTR激活后,心室肌TDR显著增加,可能是导致心律失常的原因之一。

左心室肥厚跨室壁电不均一性及缬沙坦对其影响的实验研究

目的 :探讨肥厚心肌跨室壁复极不均一性及缬沙坦预防性给药的影响。方法 :家兔 30只 ,随机分为 3组 ,腹主动脉缩窄组 (缩窄组 )、假手术组、用药组。主动脉缩窄术制备家兔高血压心肌肥厚模型 ,胶原两步消化法分离获取左心室内膜、中层及外膜单个心肌细胞 ,以全细胞膜片钳技术记录单细胞跨膜动作电位和离子流。结果 :腹主动脉缩窄组外膜、中层、内膜 3层心肌细胞跨膜动作电位复极达 90 %时程 (APD90 )均较假手术组及用药组延长 ,有显著性差异 (P <0 0 5～ 0 0 1)。以中层心肌细胞延长最为明显 (延长比例 :中层 2 3% ,外膜 10 % ,内膜 8% ) ,使肥厚心肌跨室壁复极不均一性明显增大。用药组与假手术组间各层细胞跨膜动作电位复极达 90 %时程均无明显差异。缩窄组各层心肌细胞瞬时外向钾电流 (Ito)和延迟整流钾电流 (Iks)密度均较用药组及假手术组下降 ,有显著性差异 (P <0 0 5 ) ,以中层细胞下降的幅度最大 ,而用药组及假手术组间心肌细胞瞬时外向钾电流、延迟整流钾电流密度无显著差异。结论 :家兔心肌肥厚时中层心肌细胞跨膜动作电位复极达 90 %时程延长及心肌细胞瞬时外向钾电流、延迟整流钾电流下降较外膜和内膜细胞更为明显 ,使肥厚心肌跨室壁复极不均一性增大。缬沙坦预防性给药可抑制这一变化 ,?

PD-118057药物拯救负显性机制E637K-hERG通道的研究

目的探讨PD-118057对于纠正负显性机制E637K-hERG蛋白转运障碍的作用。方法全细胞膜片钳技术检测PD-118057干扰各种细胞模型前后hERG编码的快速激活延迟整流性钾电流(IKr)变化;采用Western blot分析PD-118057负显性机制E637K-hERG蛋白转运障碍。结果 PD-118057干扰WT-hERG后,激活电流和尾电流的电流幅度都较干扰前明显增大,但不改变通道电流的特性,只加速了通道电流的稳态失活速度。而PD-118057干扰WT/E637K-hERG前后电流幅度和通道特性都没有明显变化。Western blot结果与膜片钳结果相符合。结论 PD-118057不能纠正负显性机制E637K-hERG通道功能。

E-4031对遗传性长QT综合征hERG通道功能影响的研究

目的探讨E-4031对遗传性长QT综合征人类ether-a-go-go相关基因(h ERG)通道功能的影响。方法构建杂合型WT/G572R-h ERG细胞株,根据E-4031是否干预分为观察组和对照组。Western blot检测两组h ERG通道蛋白表达,全细胞膜片钳技术检测两组h ERG通道激活电流、尾电流、稳态失活电流和失活恢复电流的变化。结果观察组155-k Da蛋白质条带明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组h ERG通道激活电流和尾电流的最大电流幅度[(416.32±90.37)、(897.25±92.05)p A]均高于对照组[(219.34±28.98)、(566.61±121.60)p A],差异均有统计学意义(均P<0.05);观察组和对照组h ERG通道稳态失活电流半失活最大电压[(-83.39±1.45)m V比(-69.05±2.58)m V]差异有统计学意义(P<0.05)。结论E-4031能改善WT/G572R-h ERG通道功能。

可卡因对外侧缰核神经元的作用及机制初探

目的:探讨可卡因对外侧缰核神经元的作用及可能机制。方法:腹腔注射可卡因,观察内、外侧缰核神经元c-Fos蛋白的表达;在外侧缰核微电泳可卡因,观察其痛相关神经元自发及痛诱发放电的改变;应用全细胞膜片钳技术观察可卡因对外侧缰核神经元延迟整流K+电流的影响。结果:①可卡因明显增加外侧缰核c-Fos蛋白表达,但不明显增加内侧缰核c-Fos蛋白表达。②微电泳可卡因至外侧缰核,引起外侧缰核痛兴奋神经元放电增加和痛诱发反应增强,痛抑制神经元放电减少和痛诱发反应减弱。③膜片钳研究显示,可卡因抑制外侧缰核延迟整流K+通道,导致K+电流减少。结论:外侧缰核神经元对可卡因有较高的敏感性,可卡因能兴奋多数外侧缰核神经元,可能是由于其抑制神经元延迟整流K+通道开放产生的。

体外培养海马神经干细胞分化前后离子通道检测

目的:研究神经干细胞(NSCs)分化前后电压依赖性Na+、K+、Ca2+通道的变化。方法:应用全细胞膜片钳技术检测NSCs分化前及分化后3d、7d、14d、21d电压依赖性Na+电流(INa)、延迟整流性K+电流(IK)、电压依赖性Ca2+电流(ICa)。结果: 分化前后均未检出INa,分化前未检出IK,分化后3d、7d、14d、21d,IK检出率分别为11.76%、24.75%、46.51%、76.18%,ICa在分化前后均可检出,分化前和分化后各时间点ICa的幅度分别为(119±73)pA、(213±98)pA、(324±151)pA、(735±312)pA、(1079±307)pA。结论:分化前后均未检出INa,随分化时间延长,IK检出率逐渐增加,ICa幅度逐渐增高。

正常大鼠心室肌细胞钠、钙和钾离子流记录和特点

目的研究正常Sprague-Dawley大鼠外膜、中膜和内膜心室肌细胞钠离子电流(INa)、L-型钙离子电流(ICa-L)、瞬时外向钾离子电流(Ito)、延迟整流性钾离子电流(IK)、内向整流性钾离子电流(IK1)的特点。方法采用酶消化法获得大鼠外膜、中膜和内膜心室肌细胞,以全细胞膜片钳技术记录心室肌细胞INa、ICa-L、Ito、IK和IK1。结果外膜至内膜心室肌细胞Ito电流密度逐渐减小,而外膜至内膜心室肌细胞INa、ICa-L、IK和IK1的电流密度无差异(P>0.05)。结论大鼠心室肌细胞Ito存在分层差别,INa、ICa-L、IK和IK1不存在分层差别。

交感神经兴奋与1型长QT综合征(LQT1)

遗传性长QT综合征(LQTS)是一种严重危害人类健康的心律失常,其中1型长QT综合症(long QT syndrome type 1,LQT1)是由KCNQ1基因突变所致。KCNQ1基因编码心脏缓慢激活延迟性整流钾电流(IKs),离子通道(Kv7. 1)的α亚基。KCNQ1基因发生突变,可以造成心脏复极主要外向电流之一的IKs通道功能受损,结果导致心肌细胞动作电位时程(APD)和心电图QT间隔延长。研究结果表明,LQT1患者发生的心脏意外事件通常与交感神经兴奋有关(例如运动或情绪激动),特别是游泳和潜水。本文就交感神经兴奋与LQT1的关系进行阐述,并对相关的预防、诊断与治疗措施进行总结。

L型钙通道在LQT1发病机制中作用的实验研究

目的分析L型钙电流（ICaL）在犬三层心室肌细胞中的特点，探讨其在LQT1发病机制中的作用。方法成年杂种犬14只，体重13～15k，雌雄不拘。分离犬三层心室肌细胞，采用全细胞膜片钳技术记录动作电位（AP）和ICaL，依次用Chromanol 293B（50umol／L）阻断慢激活延迟整流性钾电流（IKs）模拟LQT1，用异丙肾上腺素（100nmol／L）激活β肾上腺素受体（β-AR），观察AP和ICaL的变化。分三层取少量心室肌组织，采用实时定量逆转录聚合酶链反应（RT—PCR）技术，检测各层L型钙通道α1C亚单位的mRNA含量。结果正常情况下，犬三层心室肌细胞ICaL电流密度差异无统计学意义[外层（4．253±0．782）pA／pF，中层（4．392±0．714）pA／pF，内层（4．182±0．665）pA／pF，P〉0．05]，而中层心室肌细胞动作电位时限（APD）较内层和外层的长[外层（721．48±26．59）ms，中层（911．80±31．24）ms，内层（783．52±25．27）ms，P〈0．05]；阻断IKs后ICaL电流密度没有变化，而APD均明显延长[（外层（835．21±27．34）ms，中层（1089．21±30．55）ms，内层（830．64±27．12）ms，与阻断IKs前相比，P〈0．05）]；β-AR兴奋使三层心室肌细胞ICaL显著增加，且三者变化差异无统计学意义[（外层（5．654±0．756）pA／pF，中层（5．458±0．702）pA／pF，内层（5．600±0．819）pA／pF，P〉0．05]。但β-AR兴奋使外层和内层心室肌细胞APD缩短，中层心室肌细胞APD延长，三者变化差异有统计学意义[外层（792．63±26．71）ms，中层（1127．85±32．10）ms，内层（811．32±27．52）ms，P〈0．05]。实时定量RT—PCR结果显示，三层心室肌细胞中α1C亚单位的mRNA含量差异无统计学意义（外层0．112±0．019，中层0．077±0．018，内层0．109±0．012，P〉0．05）。结论L型钙通道在犬三层心室肌中的分布没有差异，在LQT1模型中，Iso使三层心室肌细胞ICaL均匀增加，推测ICaL本身没有引起LQT1复极不稳定。

大鼠海马CA1区锥体神经元I_A和I_K在出生后早期的变化

大脑快速发育期(brain growth spurt,BGS)是神经元生长、突触连接的关键时期;电压门控性K+通道是维持细胞兴奋性和神经元间信息传递的关键通道。本文旨在探究BGS期内大鼠海马CA1区锥体神经元电压门控性K+通道电流及其通道动力学特性的变化,以期找出大鼠海马CA1区锥体神经元电压门控性K+通道发育的关键期。采用全细胞膜片钳技术,研究出生后0~4周大鼠海马CA1区脑片上的锥体神经元全细胞电压门控性K+通道电流及其通道动力学特性。结果显示:在测试电压为+90mV下,以出生后0周为参照,出生后1~4周的瞬时外向K+通道电流(IA)的最大电流密度的增幅分别为(16.14±0.51)%、(81.73±10.71)%、(106.72±5.29)%、(134.58±8.81)%(n=10,P<0.05);延迟整流K+通道电流(IK)的最大电流密度增幅分别为(16.75±3.88)%、(134.01±2.85)%、(180.56±8.49)%、(194.5±8.53)%(n=10,P<0.05),显示K+通道电流密度于1~2周增幅最大;IA的激活曲线向左移,半数激活电压随周龄增加逐渐减小,分别为14.67±0.75、13.46±0.64、8.39±0.87、4.60±0.96、0.54±0.92(mV,n=10,P<0.05);IK的激活曲线向左移,半数激活电压随周龄增加逐渐减小,分别为8.94±0.85、6.65±0.89、0.47±1.15、1.80±0.89、8.56±1.08(mV,n=10,P<0.05)。IA的失活曲线向左移,0周龄与1周龄之间的半数失活电压没有显著性差异,而出生后1~4周随周龄增加半数失活电压逐渐减小(P<0.05),分别为45.68±1.26、46.81±0.78、48.64±0.81、51.96±1.02、58.31±1.35(mV,n=10)。以上结果表明,随着鼠龄的增加,IA和IK电流密度逐渐增加,电压门控性K+通道半数激活、失活电压降低,尤其是出生后1周至2周变化明显,上述变化与海马神经元的逐渐发育成熟及其功能的完善有关。