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].

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。

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]。

子宫平滑肌大电导钙激活钾通道与小窝蛋白相互作用和宫缩乏力性产后出血的关系研究

目的:探讨产妇子宫平滑肌大电导钙激活钾通道(BKCa)与小窝蛋白相互作用在宫缩乏力性产后出血发病中的作用。方法:采用免疫荧光双染法及激光共聚焦显微镜观察30例宫缩乏力性产后出血产妇(病例组)和30例宫缩正常无产后出血产妇(对照组)子宫平滑肌BKCa(α亚基)与小窝蛋白-1、BKCa(α亚基)与小窝蛋白-2的共定位情况;采用免疫共沉淀法检测两组产妇子宫平滑肌BKCa(α亚基)与小窝蛋白-1、BKCa(α亚基)与小窝蛋白-2的相互作用关系。结果:(1)两组子宫平滑肌细胞均有BKCa(α亚基)、小窝蛋白-1和小窝蛋白-2表达,其中BKCa(α亚基)主要位于细胞膜表面,而小窝蛋白-1和小窝蛋白-2在细胞膜表面和细胞质均有表达;且BKCa(α亚基)与小窝蛋白-1、BKCa(α亚基)与小窝蛋白-2均有部分区域共表达于细胞膜。(2)病例组子宫平滑肌BK-Ca(α亚基)免疫沉淀物中小窝蛋白-1、小窝蛋白-2蛋白水平均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:宫缩乏力性产后出血产妇子宫平滑肌细胞中BKCa(α亚基)免疫沉淀物中小窝蛋白-1、小窝蛋白-2蛋白水平升高,提示小窝蛋白与BKCa(α亚基)相互作用增强可能是宫缩乏力性产后出血发病的重要原因之一。

川芎嗪对猪冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的作用

本工作旨在研究川芎嗪对猪冠状动脉平滑肌细胞钾通道的作用,为阐明其扩张冠状动脉血管的机制提供实验依据。采用膜片钳细胞贴附式和内面向外式记录方式观察川芎嗪对猪冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance Ca2+- activated potassium channels,BKCa channels)的作用,分别用蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)抑制剂H-89和蛋白激酶G (protein kinase G,PKG)抑制剂KT-5823处理细胞,再观察川芎嗪对BKCa通道作用的变化。结果表明在研究的0．73-8．07 mmol/L浓度范围,川芎嗪可以剂量依赖性地激活BKCa通道,使通道的开放概率从(0．01±0．003)增加到(0．03±0．01)-(．21± 0．18)(P<0．01,n=10),使通道平均关闭时间从(732．33±90．67)ms降低到(359．67±41．30)-(2．96±0．52)ms(P<0．01, n=10)。川芎嗪的这种激活作用在浴液游离钙离子浓度接近0 mmol/L时也存在。PKA的特异性抑制剂H-89(3 μmol/L)和 PKG的特异性抑制剂KT-5823(1 μmol/L)对川芎嗪激活BKCa通道的作用无影响。以上结果提示:川芎嗪能直接激活冠状动脉平滑肌BKCa通道,这种作用可能是川芎嗪扩张冠状动脉血管的一种重要机制。

三磷酸肌醇对猪冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的作用

应用膜片钳单通道电流记录技术,研究三磷酸肌醇(trisphosphate inositol,IP3)对猪冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance Ca2+-activated potassium channels,BK channels)的作用.结果显示:在内面向外式(inside-out)膜片下,IP3(10～50μmol/L)可以浓度依赖性地增加通道的开放概率,而对电流幅值无明显影响,开放概率的增加是通过明显缩短平均关闭时间实现的(n=11,P＜0.01);洗去药物后通道活性可以恢复到对照水平;IP3对通道的激活作用不随时间而衰减;IP3的降解产物对通道没有明显的激活作用.结果表明:在inside-out膜片下,IP3能够激活猪冠状动脉平滑肌细胞BK通道.

有氧运动诱导大鼠胸主动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道活性增加

目的:研究不同频次的规律性有氧运动对大鼠胸主动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(BKCa)活性的影响。方法:2月龄雄性Wistar大鼠24只,随机分为安静对照组(SED)、低频有氧运动组(3次/周,EX1)和高频有氧运动组(5次/周,EX2)。12周后取胸主动脉,急性分离动脉平滑肌细胞。应用膜片钳内面向外模式观察运动对其BKCa门控特性的影响。结果:在浴液游离钙离子浓度为1μM时,与SED相比,EX对BKCa单通道电导无显著影响,但可使其开放概率(Po)显著增加,同时通道平均开放时间(To)延长,平均关闭时间(Tc)缩短,且EX2的效应均比EX1显著。结论:长期规律有氧运动可以诱导大鼠胸主动脉平滑肌细胞BKCa通道活性增加,且在运动强度和持续时间一致的情况下,表现出频次依赖特性。

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血管平滑肌细胞增殖的研究进展

血管平滑肌（VSM）增生对于新生血管的生长是非常必要的，但受到生长因子和其他环境信号的影响，VSM增生也会导致心血管疾病和病理状态的发生如高血压、粥样硬化病变形成、血管成型术后再狭窄以及对生长中的肿瘤供给营养丰富的血液[1]。控制VSM增生的机制是非常复杂和多因素的，其中一个重要的因素就是钙激活钾通道（KCa）。KCa能够通过基因的协同表达，使VSM由收缩表型向增生表型的转变。

腺苷对原代培养的大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道的作用

目的在离子通道水平研究腺苷对原代培养的大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道(BKCa)的作用。方法采用新生24h的乳鼠,取出海马,清除表面血管,以胰酶消化和巴氏管吹打的方法制备海马神经元,细胞培养6～8d后,MAPⅡ染色鉴别神经元表面标志;采用全细胞膜片钳技术,对细胞进行封接、破膜并记录BKCa通道电流,以细胞旁方式给药观察不同浓度腺苷对BKCa通道的作用。结果原代培养的海马神经元上可以成功记录到BKCa电流,其为一组幅值较大,可以快速激活且几乎不失活的外向电流;腺苷(1～100μmol/L)可以增大BKCa电流,浓度越高,增长幅度越大;100μmol/L腺苷对BKCa电流的影响具有电压依赖性,同时它还可以使BKCa电流的激活曲线负向漂移。结论腺苷可以增大海马神经元BKCa电流幅值,这可能是腺苷作为内源性抗癫痫物质发挥抗癫痫作用的机制之一。

小电导钙激活钾通道磷酸化相关调节及其在心血管疾病中的作用

心血管疾病严重威胁人类健康，研究表明其发生发展多与离子通道活动相关。小电导钙激活钾通道（Small conductance calcium—activated potassium channels，SK channels）广泛存在于心血管系统的可兴奋细胞中，在调节心肌细胞复极化及维持心脏正常活动中起着重要作用，为心律失常的治疗提供了高度可能的靶点。SK通道的结构及Ca2＋门控特性已有相关综述描述，本综述主要讨论SK通道的磷酸化相关调节及其在心血管系统中的病理生理作用。

缬沙坦干预对缺氧性肺动脉高压大鼠大电导钙激活钾通道的影响

目的:观察缬沙坦对缺氧性肺动脉高压(PAH)大鼠肺动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassiumchannel,BKCa,MaxiK)的影响。方法:选取二级健康7周龄雄性SD大鼠30只,随机分为A组:对照组,B组:PAH模型组,C组:缬沙坦干预组。测定3组大鼠肺动脉平均压(PAMP),利用膜片钳全细胞模式记录肠系膜动脉平滑肌细胞膜电容、钾电流以及用四乙胺阻断BKCa后的电流,以计算BKCa电流值及其电流密度值,免疫组织化学染色观察BKCa蛋白的表达。结果:B组PAMP明显高于A组(P<0.01),而膜电容、BKCa电流和电流密度及BKCa蛋白表达平均积分吸光度(iOD)值均明显低于A组(P<0.05)。与B组相比较,给予缬沙坦干预后,C组的PAMP显著下降(P<0.01),BKCa电流和电流密度均有不同程度增加(P<0.05),而BKCa蛋白表达iOD值则无明显变化。结论:缬沙坦可有效降低缺氧性肺动脉高压大鼠的肺动脉压力,其机制可能是通过增加肺动脉平滑肌细胞BKCa的活性实现的。

模拟失重增强大鼠脑动脉血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道功能

本工作旨在探讨短期模拟失重大鼠脑动脉血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecells,VSMCs)大电导钙激活钾通道(largeconductancecalcium-activatedpotassiumchannels,BKCachannels)功能的改变。以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对脑血管的影响。应用激光扫描共聚焦显微镜测定VSMCs胞内游离钙浓度([Ca2+]i);采用细胞贴附模式,记录BKCa通道的单通道活动。结果表明,模拟失重1周后,大鼠脑动脉VSMCs的[Ca2+]i比对照组显著升高(P<0.05);BKCa通道的开放概率(Po)与平均开放时间(To)显著增加(P<0.05),而单通道电导与平均关闭时间(Tc)则无显著变化。总之,1周模拟失重可引起脑动脉VSMCs的BKCa通道功能显著增强,且与细胞[Ca2+]i的升高同步出现。结果提示,脑动脉VSMCs的离子通道机制可能参与介导模拟失重引起的脑血管适应性变化。

心血管中大电导钙激活钾通道的研究进展

大电导钙激活钾通道(large conductance Ca2+-activated K+channels,BKCa),是细胞膜上一类重要的离子通道,广泛表达于包括心血管系统在内的机体各部分,在调节心血管活动中发挥重要作用。本文就近年来心血管BKCa通道的研究进展,包括其结构特征、功能及其调控作一简要综述。

大电导钙激活钾通道及其β1亚基在高血压调节中作用的研究进展

从离子通道角度出发,综合近几年研究成果,对钙激活钾通道及其β1亚基在高血压血管平滑肌的作用进行论述,提出大电导钙激活钾通道及其β1亚基为靶点,对中医药降压的效应机制进行深入研究。

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;

尼古丁调节大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道

目的:研究尼古丁对Wistar大鼠冠状动脉平滑肌大电导钙激活钾通道(BKca)活性的抑制作用及其细胞信号转导机制。方法:8周雄性Wistar大鼠随机分为两组:生理盐水组和尼古丁组;分别予以生理盐水和尼古丁2mg/(kg.d)注射21 d,蛋白酶法分离冠状动脉血管平滑肌细胞,将两组平滑肌细胞分别以对氯苯硫基环腺苷酸(CPT-cAMP,100μmol/L)和佛司可林(forskolin,10μmol/L)干预,单通道膜片钳记录干预前后平滑肌细胞单通道电流的平均开放时间(To)、平均关闭时间(Tc)、平均开放概率(Po)。结果:CPT-cAMP和Forskolin均能显著延长生理盐水组大鼠BKca的平均开放时间,缩短平均关闭时间,增加通道开放概率(P均<0.01)。对尼古丁组BKca的To、Tc、Po均无明显影响。结论:尼古丁促使冠状动脉血管收缩的生理机制是通过抑制cAMP/PKA途径诱导的大电导钙激活钾通道活性增加实现的。

心房颤动早期阶段心房肌细胞小电导钙激活钾通道的功能改变

目的观察小电导钙激活钾(SK)通道在心房颤动(AF)早期阶段的功能变化,并探讨其意义。方法成年比格犬分为快速心房起搏组(5只)和对照组(3只),快速心房起搏组犬经右心房快速起搏(400次/min)4 h,分离获取左心房肌细胞;对照组手术方法相同,但不进行起搏,获取左心房肌细胞;采用全细胞膜片钳技术,记录两组SK通道介导的钙激活钾电流(IK,Ca)电流密度变化。结果当钳制电位为-100 mV时,快速心房起搏组心房肌细胞电流密度为(-1.7±0.3)pA/pF,对照组为(-0.7±0.1)pA/pF,P<0.01;+80 mV时,快速心房起搏组心房肌细胞电流密度为(4.1±0.6)pA/pF,对照组为(-1.6±0.2)pA/pF,P<0.01。结论 SK通道的功能上调是AF初始阶段的重要分子机制之一。