线粒体ATP敏感钾通道与线粒体自噬对心力衰竭的作用研究

心力衰竭是由心脏的收缩和/或舒张功能发生障碍,导致心室泵血功能受损引起的循环障碍症候群。临床主要表现为呼吸困难、咳嗽和咳痰。心力衰竭是心脏疾病发展的终末阶段,患者预后较差,目前心力衰竭的发病机制尚不完全明确。近年来,许多研究表明线粒体功能障碍与心力衰竭的发生发展密切相关。现对线粒体ATP敏感钾通道以及线粒体自噬对心力衰竭的作用进展进行综述。

活性氧、NO和线粒体ATP敏感钾通道在TNF-α预处理对缺血/再灌注心肌保护中的作用

目的 :观察TNF α预处理对缺血 /再灌注心脏功能和酶学指标的影响及其可能机制。方法 :采用心脏Lan gendorff灌流模型。 结果 :与单独缺血 /再灌注组相比 ,TNF α(10 4U/L)预处理明显减弱缺血 /再灌注对左室发展压、左室舒张末压、最大收缩 /舒张速率和左室发展压与心率乘积的抑制作用 (P <0 .0 5 ) ,并显著降低复灌后冠脉流出液中乳酸脱氢酶 (LDH)含量 ,增加线粒体中锰超氧化物歧化酶 (Mn SOD)活性 (P <0 .0 5 ) ;分别使用抗氧化剂 2 MPG(0 .3mmol/L)、一氧化氮合酶抑制剂L NAME(0 .5mmol/L)或线粒体ATP敏感钾通道抑制剂 5 HD(10 0μmol/L)预处理 ,减弱了TNF α改善缺血 /再灌注后心功能、抑制心肌LDH释放和诱导Mn SOD活性增高的作用。结论 :TNF α预处理具有减轻心脏缺血 /再灌注损伤的作用 ,这一作用可能与其诱导Mn SOD活性增高有关 ,活性氧、一氧化氮和线粒体ATP敏感钾通道参与介导TNF α的心肌保护作用。

缺氧肺动脉平滑肌细胞中线粒体ATP敏感钾通道开放对细胞色素C的分布及细胞增殖的作用

为了探讨线粒体ATP敏感钾通道(mitochondrial ATP-sensitive K^+channel,mitoK_(ATP))和线粒体膜电位(ΔΨm)在细胞缺氧信号转导中的作用以及对缺氧肺动脉平滑肌细胞中细胞色素C在细胞内的分布及细胞增殖的影响,本实验将人肺动脉平滑肌细胞进行常氧或24h缺氧培养,并将标本分为六组：(1)对照组；(2)mitoK_(ATP)开放剂diazoxide组；(3)mitoK_(ATP)阻断剂5-HD组：(4)24h缺氧组：(5)24h缺氧+diazoxide组；(6)24h缺氧+5．HD组。利用激光共聚焦显微镜成像法检测ΔΨm：线粒体/胞浆成分分离试剂盒(BioVision)分离线粒体和胞浆成分后,Western blot检测两者细胞色素C：Western blot检测细胞中caspase-9的蛋白表达量；MTT法及PI染色后流式细胞仪检测细胞增殖情况。结果显示：(1)diazoxide作用24h后,R-123荧光明显增强,胞浆细胞色素C与线粒体细胞色素C的比值明显降低,caspase-9的蛋白表达显著减少,细胞增殖明显增多、凋亡减少,与正常对照组相比较,均P＜0．05；而5-HD作用24h与正常对照组比较,上述指标无明显变化(P＞0．05)。(2)缺氧24h组,结果与diazoxide组相似,R-123荧光明显增强,胞浆细胞色素C与线粒体细胞色素C的比值明显降低,caspase-9的蛋白表达显著减少,细胞增殖明显增多、凋亡减少,与正常对照组相比较,均P＜0．05：24h缺氧+diazoxide组与缺氧组相比较,R-123荧光明显增强,胞浆细胞色素C与线粒体细胞色素C的比值明显降低,caspase-9的蛋白表达显著减少,细胞增殖明显增多、凋亡减少(P＜0．05)；而24h缺氧+5-HD组与缺氧组比较,R-123荧光明显降低,胞浆细胞色素C与线粒体细胞色素C的比值明显升高,caspase-9的蛋白表达显著增加,细胞增殖明显减少、凋亡增多(P＜0．05)。上述实验结果提示,缺氧可以引起mitoK_(ATP)的开放以及ΔΨm的去极化,并进而抑制细胞色素C从线粒体释放到胞浆,抑制线粒体凋亡途径,从而参与并影响肺动脉高压的发生、发展。

冠心康对大鼠缺血心肌细胞ATP敏感钾通道亚基Kir6.1、Kir6.2、SUR2A和SUR2B表达的影响

目的:通过观察中药复方冠心康对大鼠缺血心肌细胞ATP敏感钾(ATP-sensitive potassium,K_(ATP))通道亚基的影响,探讨冠心康保护心血管、抗心肌缺血的可能作用机制。方法:48只SPF级Wistar大鼠随机分为正常组、模型组、格列本脲组、吡那地尔组、冠心康组、冠心康加格列本脲组。采用酶解法分离大鼠心室肌细胞,用无钙台式液灌流10 min、停灌30 min、再灌注45 min模拟心肌缺血再灌注损伤。将药物直接加入细胞液中(格列本脲10μmol/L、吡那地尔50μmol/L、冠心康注射液1 ml/L)充分作用后,4℃放置24 h。采用实时荧光定量多聚酶链式反应法及蛋白质印迹法检测各组心肌细胞K_(ATP)亚基Kir6.1、Kir6.2、SUR2A和SUR2B的mRNA表达及蛋白含量。结果:正常大鼠心肌细胞可见SUR2A、Kir6.1和Kir6.2蛋白及mRNA的表达,而SUR2B蛋白几乎不表达。模型组K_(ATP)各个亚基蛋白及mRNA的表达均较正常组有一定程度的增加。与模型组比较,吡那地尔可显著增加K_(ATP)各亚基mRNA及蛋白的表达,格列本脲可阻断这一作用;冠心康可明显增加K_(ATP)通道各亚基mRNA及蛋白的表达。结论:复方冠心康具有明显的促进K_(ATP)开放的作用,从而起到心血管保护作用。

冠心康对大鼠缺血心肌细胞ATP敏感钾通道的影响

目的观察中药复方冠心康对大鼠缺血心肌细胞ATP敏感钾(ATP-sensitive potassium channel,KATP)通道的影响,进一步探讨冠心康保护心血管、抗心肌缺血可能的作用机制。方法随机选取Wistar大鼠分为正常组、模拟缺血再灌注损伤模型组、模型加格列苯脲组、模型加吡那地尔组、模型加冠心康组、模型加冠心康加格列苯脲组,每组8只。用无钙台式液灌流10 min,停灌30 min再灌注45 min模拟心肌缺血再灌注损伤模型。检测各组心肌细胞钙-镁-ATP(Ca2+-Mg2+-ATP)酶、钠-钾-ATP(Na+-K+-ATP)酶活性及全细胞膜片钳技术的电流电压钳模式记录各组心室肌细胞的ATP敏感钾通道(KATP通道)电流变化。结果在缺血的基础上,中药复方冠心康可使KATP通道进一步开放,通道电流明显增大,与KATP通道开放剂吡那地尔具有同等开放效应(P>0.05)。与模型组比较,冠心康组Ca2+-Mg2+-ATP酶、Na+-K+-ATP酶含量明显增高(P<0.05)。结论中药复方冠心康对于心肌缺血再灌注损伤具有一定的干预作用,促进KATP通道开放,减轻Ca2+内流,抑制Ca2+超载可能是冠心康在心肌缺血过程中发挥干预作用的有效途径。

线粒体ATP敏感钾通道对哮喘大鼠气道平滑肌细胞表型转化的影响

目的研究线粒体ATP敏感钾通道(mitoKATP)对哮喘气道平滑肌细胞(ASMCs)表型转化的影响。方法腹腔注射和雾化吸入制备哮喘大鼠模型,取哮喘及正常大鼠ASMCs,分为以下6组进行干预:正常对照组;正常+mi-toKATP开放剂diazoxide组;正常+mitoKATP阻断剂5-HD组;哮喘对照组;哮喘+diazoxide组;哮喘+5-HD组。激光共聚焦显微镜检测各组ASMCs R-123荧光强度以反映线粒体膜电位(Δψm),Western blot法检测各组细胞α-肌动蛋白(α-actin)表达量。结果①与正常对照组比较,哮喘对照组R-123荧光强度明显增强,α-actin表达明显下调(均P<0.05)。②diazoxide干预ASMCs 24 h后,正常及哮喘ASMCs R-123荧光强度均明显增强(均P<0.05);正常ASMCsα-actin表达量无明显变化(P>0.05),但哮喘ASMCsα-actin表达量明显增加(P<0.05)。结论diazoxide引起mitoKATP开放,并逆转哮喘ASMCs由收缩型向合成型发生的表型转化。

活性氧和线粒体ATP敏感钾通道介导肿瘤坏死因子α对缺氧/复氧心肌的保护作用

在培养的乳鼠心肌细胞上 ,研究肿瘤坏死因子α (TNF α)对缺氧 /复氧损伤心肌的保护作用的机制。结果发现 :( 1)用TNF α ( 10 - 5 0 0U/ml)预处理 ,缺氧 /复氧后心肌细胞内锰超氧化物歧化酶 (Mn SOD)活性增高、乳酸脱氢酶 (LDH)释放量减少 (P <0 0 5 ) ;( 2 )用抗氧化剂N 乙酰半胱氨酸 (NAC ,1mmol/L)、抗霉素A (antimycinA ,5 0 μmol/L)、2 巯基丙酰氨基乙酸 ( 2 MPG ,40 0 μmol/L)和铜 /锌超氧化物歧化酸 (Cu/Zn SOD)抑制剂二乙基二硫代氨基甲酸盐(DDC ,10 0nmol/L)预处理 ,可取消TNF α的抑制缺氧 /复氧心肌细胞LDH释放和诱导Mn SOD活性增高的作用 ;( 3 )mitoKATP通道抑制剂 5 羟基酸 ( 5 HD)预处理可阻断TNF α对缺氧 /复氧心肌细胞的保护作用 ;选择性mitoKATP通道开放剂diazoxide ( 5 0 μmol/L)预处理可减少复氧后心肌细胞LDH的释放 (P <0 0 1) ,其作用可被 5 HD ( 10 0 μmol/L)和NAC所抑制。上述结果表明 ,活性氧和线粒体ATP敏感钾通道参与介导TNF α对缺氧

蛋白激酶C在线粒体ATP敏感钾通道开放保护肺缺血再灌注损伤中的作用

目的探讨线粒体ATP敏感钾通道开放对大鼠肺缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)损伤的保护作用及蛋白激酶C(PKC)的作用。方法建立大鼠肺I/R损伤模型,设立假手术组、I/R组、二氮嗪(DE)+I/R组(DE组)、5-羟基葵酸(5-HD)+DE+I/R组(5-HD+DE组)、白屈菜季铵碱(CHE)+DE+I/R组(CHE+DE组)、5-HD+豆蔻酸佛波酰乙酯(PMA)+I/R组(5-HD+PMA组)。观察肺组织病理形态学改变,测定肺湿/干重比,免疫组化染色法检测肺组织细胞色素C的阳性细胞率,TUNEL法观察肺细胞凋亡,非放射性荧光底物法检测肺组织PKC活性。结果与I/R组相比,DE组肺组织病理学改变明显减轻,肺组织湿/干重比、肺组织细胞色素C水平和细胞凋亡指数均降低(P<0.05),且PKC活性明显上调。CHE+DE组各指标与I/R组均无明显差异。5-HD+DE组、5-HD+PMA组仅PKC活性上调,其余指标与I/R组比较无明显差异。结论线粒体ATP敏感通道开放可保护肺I/R损伤,该作用依赖于PKC的激活。

ATP敏感钾通道亚单位在大鼠组织中的表达

目的 研究ATP敏感钾通道 (KATP)亚单位在大鼠组织中的表达。方法 逆转录多聚酶链式反应 (RT PCR)检测通道mRNA的表达。结果 左心室有Kir 6 1,Kir 6 2和SUR 2A的表达 ,大脑皮层中Kir 6 1,Kir 6 2 ,SUR 1,SUR2B均有表达 ,主动脉平滑肌有Kir 6 1,Kir 6 2 ,SUR 2B的表达 ,膀胱平滑肌中有Kir 6 1,Kir 6 2 ,SUR 2B的表达。结论 各组织的KATP组成有所不同 ,Kir 6 1、Kir 6 2和SUR 2B亚单位在多组织中广泛表达。

ATP敏感钾通道的研究进展

ATP敏感钾通道(KATP)是一组将细胞膜电活动与细胞代谢联系在一起的重要通道.该通道是由磺酰脲受体(SUR)和内向整流钾通道(KIR6x)亚单位组成的异源四聚体(SUR/KIR6x)4.SUR与KIR6x基因在染色体上配对存在.KIR6x亚单位形成通道的电流孔道,SUR使通道对磺酰脲类药物、钾通道开放剂和Mg2+NDPs等调节因子敏感.不同亚型KATP通道特性由SUR与KIR6x亚单位组成决定.KATP通道门控受[ATP]i和[ADP]i调节,膜磷脂(PIPs)抑制通道对ATP的敏感性,细胞磷酸转移系统也参与ATP/ADP对通道的调节机制;磺酰脲类复合物(SUs)抑制KATP通道,钾通道开放剂(KCOs)激活KATP通道;G蛋白以及PKA、PKC、PKG等信使物质也参与通道的调节.KATP通道对胰岛素的分泌、心肌缺血预适应以及血管的张力起重要调节作用.

虎杖甙对大鼠细动脉平滑肌细胞ATP敏感钾通道的影响

目的 :探讨中药虎杖提取物 -虎杖甙扩张休克动物细动脉、改善微循环灌流的作用机制。方法 :应用膜片钳技术的细胞贴附式观察虎杖甙对大鼠肠系膜细动脉平滑肌细胞 ATP敏感钾通道 ( KATP)的影响。结果 :细胞外液加入 0 .2 m mol/L虎杖甙后 ,通道电流幅度无明显改变 ,说明虎杖甙不影响 KATP通道电导 ;但加入虎杖甙后KATP通道动力学发生了明显变化 ,通道开放时间短成分 τ0 1 和长成分τ0 2 增大 ,通道开放时间 Tom延长 ,通道开放概率 Po提高 ,提示KATP通道激活。结论 :虎杖甙具有激活 KATP通道的作用 ,它可能通过使细动脉平滑肌超极化而扩张细动脉 ,从而改善休克动物微循环。

线粒体ATP敏感钾通道与心血管疾病

随着人口老龄化的加剧以及生活方式的改变,心血管疾病成为严重威胁人类健康的重要疾病之一,而心血管死亡在近几年的流行病调查中也一直高居全因死亡的榜首,因此,心血管疾病的预防和治疗便成为现阶段各国科研和临床研究的重点。线粒体ATP敏感钾通道是位于线粒体内膜上的内向整流钾通道,具有改善能量代谢、抑制凋亡、减轻Ca^(2+)超载、稳定内环境等作用。近期的研究发现,线粒体ATP敏感钾通道可通过不同的途径影响心血管疾病的发展。该文对线粒体ATP敏感钾通道的结构、功能及其与多种心血管疾病的关系进行了综述,明确其在心血管疾病发展中的作用。

线粒体ATP敏感钾通道与钙激活钾通道激活对正常与缺血脑线粒体通透性转变的影响

目的:明确线粒体ATP敏感钾通道与钙激活钾通道对正常和缺血脑线粒体渗透性转变的作用。方法:实验采用分光光度法,在分离的线粒体上分别观察两种线粒体钾通道激动剂对正常与缺血脑线粒体肿胀的影响。结果:在正常脑线粒体,diazoxide与NS1619能有效抑制由钙诱导的线粒体A520下降,但其效应可被atractyloside所阻断。与正常相比,缺血损伤后的脑线粒体在钙离子诱导下线粒体A520下降较快,diazoxide与NS1619仍可抑制由钙诱导的线粒体A520下降,其作用同样为atractyloside所阻断。结论:线粒体ATP敏感钾通道与钙激活钾通道激活在离体条件均具有保护脑线粒体的作用,其作用可能是通过影响线粒体通透性转变而实现。

ATP-敏感钾通道和内源性腺苷参与刺激蓝斑引起的脊髓抗痛作用(英文)

根据蓝斑刺激可以通过脊髓下行性去甲肾上腺素能纤维阻断由背角上传到束旁核神经元的伤害性放电的事实 ,本实验用脊髓鞘内给予相应工具药的方法 ,进一步分析了上述下行性抑制作用在脊髓背角中阻止伤害性传入信号向上传递的可能机制 ,结果发现 :(1)鞘内注入ATP 敏感钾通道阻断剂格列苯脲或腺苷受体拮抗剂氨茶碱 ,均可以阻断或取消刺激蓝斑引起的对束旁核伤害性放电的抑制作用 ;(2 )鞘内注入ATP 钾通道激动剂nicorandil或腺苷受体激动剂 5′ N ethylcarboxamido adenosine (NECA) ,都可抑制束旁核神经元的伤害性放电 ;(3)鞘内注入氨茶碱可阻断鞘内注入nicorandil引起的束旁核痛放电的抑制 ,而鞘内注入格列苯脲不能阻断鞘内注入NECA引致的束旁核痛放电的抑制。这些结果提示 :(1)蓝斑刺激在脊髓背角中抑制痛信号的上传 ,要有ATP 敏感钾通道的激活和内源性腺苷的释放为中介 ;(2 )ATP

外源性硫化氢通过ATP敏感钾通道诱导人子宫肌瘤细胞凋亡

目的探讨ATP敏感钾通道(KATP)在外源性硫化氢(H2S)诱导人子宫肌瘤细胞凋亡中的作用。方法用硫氢化钠(NaHS)作为H2S的供体处理原代培养的人子宫肌瘤细胞,KATP通道抑制剂格列本脲(Gly)预处理细胞。实验分为对照组、不同浓度NaHS组、ATP敏感性钾通道(KATP)抑制剂组和Gly+NaHS组。用流式细胞术检测细胞凋亡率,采用实时定量PCR和Western blot分别检测p53和bcl-2 mRNA和蛋白的表达。结果与对照组比较,NaHS(10-4和10-3mol/L)处理人子宫肌瘤细胞24和48 h后以剂量和时间依赖的方式增加了细胞的凋亡率(均P<0.05)。与对照组比较,NaHS(10-4mol/L)处理人子宫肌瘤细胞24 h后p53的表达显著增加(P<0.05),而bcl-2表达显著降低(P<0.05)。Gly没有影响人子宫肌瘤细胞的凋亡率、p53和bcl-2的表达,但部分地拮抗NaHS的致凋亡作用以及NaHS诱导的子宫肌瘤细胞中p53表达的上调和bcl-2表达的下调(均P<0.05)。结论外源性H2S诱导子宫肌瘤细胞凋亡,其机制与H2S开放KATP通道有关。

马桑内酯对锥体神经元ATP敏感钾通道的作用

目的 研究致痫剂马桑内酯 (CL)对大鼠海马锥体神经细胞膜 ATP敏感钾通道 (KATP)的影响及KATP在癫痫发病中的作用。方法 用膜片钳单通道电流记录和组织培养技术对锥体神经元 ATP敏感钾通道进行研究。结果 对称性高钾溶液条件下 ,KATP的翻转电位接近 0 m V,通道可被 TEA阻断 ;0 .5 mol/ L的 ATP可抑制通道活动 ;30μmol/ L的二磷酸核苷 (DNP)可使通道开放增多 ;其电流 -电压曲线可被直线拟合 ,通道电导值为78.2 3± 12 .0 4 p S。 CL可明显激活 KATP,优降糖能抑制激活的通道。结论 在 CL诱导的癫痫发作中 ,ATP敏感钾通道开放的作用是降低动作电位频率、保护神经元 。

ATP敏感钾通道介导运动预适应对心肌保护作用的研究进展

通过文献研究,对ATP敏感钾通道的生物学特征进行了分析,在总结心肌ATP敏感钾通道介导心肌保护作用机制的基础上,对ATP敏感钾通道介导运动预适应心肌保护作用的研究进展进行了综述,从不同的研究视角对ATP敏感钾通道介导运动预适应心肌保护作用的研究前景进行了展望。

血管平滑肌的ATP敏感钾通道

ＡＴＰ敏感钾通道（ＫＡＴＰ）是一类较广泛分布的内向整流钾通道。在生理状态及某些病理条件下ＫＡＴＰ参与血管张力的调节。ＫＡＴＰ活性受多种因素的调控，胞内二磷酸核苷酸（ＮＤＰｓ）、钾通道开放剂（ＫＣＯｓ）等可激活通道，而ＡＴＰ和硫脲类药物则特异性抑制通道的开放。分子生物学研究证明ＫＡＴＰ由Ｋｉｒ６０和硫脲类受体（ＳＵＲ）共同组成，Ｋｉｒ６０构成Ｋ＋可穿透的通道核心，ＳＵＲ受体构成通道的调节单位。血管平滑肌中的ＫＡＴＰ是由Ｋｉｒ６１和ＳＵＲ２Ｂ组成的四聚体结构。但两种亚单位如何联结成有功能的多聚体还需进一步的证明。

过敏性哮喘豚鼠气道平滑肌三磷酸腺苷敏感钾通道动力学特性

目的探讨过敏性哮喘豚鼠气道平滑肌三磷酸腺苷敏感钾通道(KATP通道)的单通道动力学特性变化。方法将12只4月龄豚鼠随机分为对照组和过敏性哮喘组,每组6只。急性分离出豚鼠3～4级支气管的平滑肌细胞,应用膜片钳内面向外式记录气道平滑肌KATP通道单通道电流,并分析其动力学特性。结果当钳制电压在-60 mV时,过敏性哮喘组通道平均开放时间明显短于对照组(P<0.05);当钳制电压在-40 mV和-60 mV时,过敏性哮喘组通道平均关闭时间明显长于对照组(P<0.05)。当钳制电压在-40 mV和-60 mV时,过敏性哮喘组通道开放概率明显低于对照组(P<0.01)。结论过敏性哮喘时KATP通道单通道动力学特性发生改变,使气道平滑肌对抗去极化能力减弱,可能是气道高反应性中平滑肌收缩反应增强的重要原因之一。

大电导钙敏感钾通道在人足月妊娠子宫平滑肌组织中的表达

目的了解大电导钙敏感钾通道(large-conductance calcium-sensitive potassium channel,BKCa)蛋白在人足月妊娠未临产及临产子宫下段平滑肌组织中的表达情况,探讨BKCa在分娩启动中的作用。方法采用Western blot分别测定人足月妊娠未临产及临产子宫下段平滑肌组织中BKCa蛋白α亚单位的表达。结果人足月妊娠未临产子宫下段平滑肌组织中BKCa蛋白α亚单位的相对表达量为1.18+0.20(n=9),足月妊娠临产子宫下段平滑肌组织中BKCa蛋白α亚单位的相对表达量为0.60+0.08(n=11),二者统计学差异显著(P=0.009)。结论人足月妊娠未临产子宫下段平滑肌组织BKCa蛋白的表达高于临产子宫下段平滑肌组织,提示BKCa在宫缩发动中具有一定作用。