牛磺酸对豚鼠心室肌细胞膜ATP敏感性钾电流的影响

应用100%纯氮饱和灌流液建立低氧模型和膜片钳全细胞记录技术,研究牛磺酸对单个豚鼠心室肌细胞膜上ATP敏感性钾电流IKATP的影响。结果表明:牛磺酸具有抑制豚鼠心室肌细胞膜上ATP敏感钾通道KATP开放的作用。从而推测出低氧心肌细胞内牛磺酸的耗竭,可能是促使KATP通道开放的机制之一。

β_3肾上腺素能受体激动对慢性心力衰竭大鼠左心房细胞内向整流钾电流的影响

目的:探讨β3肾上腺素能受体(β3-adrenoreceptor,β3-AR)特异性激动剂BRL-37344对慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)大鼠左房细胞内向整流钾电流(inward rectifier potassium current,Ik1)的影响。方法:建立CHF大鼠模型,24只Wistar大鼠分为Sham组、CHF组和BRL组,检测左房内径(left atrium diameter,LA)、左房射血分数(left atrial ejection fraction,LAEF),记录Ik1。结果:BRL组大鼠的LA显著大于CHF组和Sham组(P<0.05),BRL组大鼠的LAEF显著低于CHF组和Sham组(P<0.05);BRL组大鼠左房细胞Ik1密度与CHF组无统计学差异。结论:BRL-37344加重CHF大鼠的心房重构及收缩功能下降;BRL-37344对CHF大鼠心房细胞Ik1密度无显著影响。

灯盏花素对大鼠心室肌细胞瞬间外向和内向整流钾电流的影响

目的:研究灯盏花素对大鼠心室肌细胞膜瞬间外向钾电流(Ito)和内向整流钾电流(IK1)的影响,在离子通道水平探讨灯盏花素的抗心律失常作用机制。方法:用急性酶解法获得单个大鼠心室肌细胞,标准的全细胞膜片钳技术记录Ito和IK1。结果:(1)灯盏花素呈浓度依赖性抑制Ito,在+50mV时,0.02、0.05、0.08、0.10(g.L-1)灯盏花素分别阻断Ito峰电流(10.07±0.30)%、(27.47±1.25)%、(42.72%±1.30)%和(56.09±2.10)%,冲洗后可以完全恢复。在+50mV时,0.10g.L-1灯盏花素使峰电流从(29.61±3.40)pA/pF减少至(13.00±1.80)pA/pF(n=5,P<0.05)。(2)灯盏花素呈电压依赖性抑制Ito,在0^+50mV,各浓度随电压增加抑制作用明显减弱。(3)0.10g.L-1灯盏花素对Ito失活、激活和复活曲线无明显影响。(4)0.10g.L-1灯盏花素对IK1无明显影响。结论:灯盏花素能够抑制心肌细胞Ito,呈浓度依赖性和电压依赖性,对IK1无明显影响,这可能是其抗心律失常作用的重要机制之一。

培养鸡胚心室肌细胞内向整流性钾电流及培养时间的影响

用膜片钳技术在细胞贴附式构型下，对原代培养鸡胚心室肌细胞单个通道的内向整流性钾电流（Ｉ＿（ｋ１））的特征及不同培养时间对Ｉ＿（ｋ１）的影响进行了观察。结果显示：在细胞内外Ｋ￣＋浓度相等的条件下（１４０ｍｍｏｌ／Ｌ）。当膜电位负于Ｋ￣＋平衡电位（Ｅ＿ｋ）时，可记录到内向的电流波动。其电流一电压（Ｉ－Ｖ）关系呈线性，斜率电导为３５ｐＳ（培养１～３天）；当膜电位正于Ｅ＿ｋ时，难于记录到外向电流，说明Ｉ＿（ｋ１）呈现强烈的内向整流特性。细胞培养１～３天、４～６天及７～１１天三个时段，Ｉ＿（ｋ１）通道的密度分别为０．６４、０．７６及０．７７ｃｈａｎｎｅｌ／μｍ￣２，其电导分别为３５、２８及３７ｐＳ，说明培养时间对Ｉ＿（Ｋ１）影响不大，这一结果可部分解释动作电位何以不随培养时间而变化。

水通道蛋白4和内向整流性钾通道4．1在星形细胞瘤组织中的共定位及表达差异

目的:观察水通道蛋白4(aquaporin4,AQP4)与内向整流性钾通道4.1(inward rectifying potassium channel 4.1,Kir4.1)在人不同病理级别星形细胞瘤组织中的共定位现象及其二者的表达差异,探讨星形细胞瘤增殖、生长的病理机制。方法:共收集人不同病理级别星形细胞瘤标本50例。采用石蜡切片HE、激光共聚焦和Western blot分析,以肿瘤周围相对正常脑组织作为对照,观察AQP4与Kir4.1的共定位及其蛋白表达差异。结果:AQP4和Kir4.1在人不同病理级别星形细胞瘤组织中并没有完全共定位;与正常脑组织相比,人星形细胞瘤组织Kir4.1表达上调,并随着星形细胞瘤病理级别的升高表达增强。而AQP4在低级别肿瘤组织中却表达减弱,在高级别肿瘤组织中表达又逐渐增强。结论:AQP4和Kir4.1在各级别肿瘤组织中没有完全共定位,二者的蛋白含量与肿瘤病瘤级别相关,并表现出不同的变化规律,提示二者在肿瘤组织水与离子平衡的维持中可能具有不同的作用。

人颞叶内侧癫痫海马组织星形胶质细胞水通道蛋白4和内向整流性钾离子通道4.1的再分布

目的研究人颞叶内侧癫痫海马组织星形胶质细胞水通道蛋白4(AQP4)和内向整流性钾离子通道4.1(Kir4.1)的分布。方法对10例颞叶内侧癫痫(MTLE)和6例非颞叶内侧癫痫(non-MTLE)手术切除海马组织,应用光镜及透射电镜观察组织学及超微结构,免疫荧光组织化学法观察星形胶质细胞AQP4和Kir4.1的分布。结果 MTLE海马组织星形胶质细胞大量增生伴明显肿胀,神经元显著固缩。non-MTLE海马组织中,AQP4和Kir4.1在星形胶质细胞血管周围足突(pAST-ef)分布多于其他部位,呈现极性分布特点;而在MTLE海马组织中,AQP4和Kir4.1在pAST-ef分布减少,其他部位分布增加,极性分布改变。结论海马组织星形胶质细胞上AQP4和Kir4.1极性分布变化可能与颞叶内侧癫痫发生相关。

比索洛尔对心衰大鼠心室肌细胞内向整流钾电流的影响

目的观察比索洛尔对容量超负荷心衰大鼠左室心肌细胞内向整流钾电流((I_(K1))的影响。方法成年雄性SD大鼠(180-200 g)随机分为假手术组、心衰组和比索洛尔干预组,采用腹主动脉-下腔静脉穿刺造瘘法制作容量超负荷心衰模型。术后8周,比索洛尔干预组给予比索洛尔(1 mg/kg,1次/d)灌胃,干预4周后,检测血清脑钠肽(BNP)及超声心动图以评价心功能。急性酶解法分离大鼠左室心肌细胞,采用全细胞膜片钳技术记录动作电位及I_(K1)电流,并绘制I-V曲线。结果心衰组与假手术组大鼠比较,心功能明显下降,血清BNP水平(pmol/L)明显升高(1 562.89±153.26 vs 225.57±63.62,P<0.01),动作电位时程(APD,ms)延长(APD_(90):324.85±21.66 vs 137.80±15.24,P<0.01),I_(K1)电流密度减小(-140 m V:-23.20±2.10 vs-35.55±2.78,P<0.01)。比索洛尔干预可明显改善心功能,缩短APD,增加I_(K1)电流密度(-140 m V:-27.16±2.62vs-23.20±2.10,P<0.01)。结论比索洛尔干预可改善慢性心衰大鼠的心功能,增加I_(K1)电流密度。

脂多糖活化星形胶质细胞并下调其内向整流性钾离子通道(Kir4.1)的表达

目的探讨脂多糖(LPS)对星形胶质细胞的活化作用及内向整流性钾离子通道4.1(Kir4.1)表达的影响。方法分离培养新生SD大鼠大脑皮层星形胶质细胞;LPS处理或者和白细胞介素1受体拮抗剂(IL-1ra)处理培养的细胞,MTT法检测细胞活力,免疫细胞化学技术检测星形细胞胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达,ELISA检测细胞培养上清中的IL-1β的水平,实时定量PCR法检测星形胶质细胞IL-1β和Kir4.1 mRNA的表达情况。结果 LPS促进星形胶质细胞的活化具有浓度和时间依赖性。LPS可促进星形胶质细胞IL-1β的分泌和IL-1βmRNA的表达,下调Kir4.1 mRNA的表达;与LPS组相比较,IL-1ra可以有效对抗上述两结果。结论 LPS可诱导培养的星形胶质细胞活化;LPS下调星形胶质细胞Kir4.1 mRNA表达可能与IL-1β有关。

心脏再同步化治疗对失同步化缺血性心力衰竭心肌内向整流钾电流的影响

目的:研究失同步化缺血性心力衰竭心肌内向整流钾电流(IK1)的变化及其心脏再同步化治疗(CRT)的作用。方法:取西北犬行左束支射频消融术和冠状动脉前降支结扎术建立失同步化缺血性心力衰竭模型(n=14)。行CRT治疗(n=7)后分离左室侧壁和室间隔心肌细胞,用全细胞膜片钳法检测IK1,同期测定血流动力学和超声心动图学指标。结果:失同步化组的IK1密度较对照组降低[室间隔:(0.70±0.31)pA/pFvs(1.60±0.28)pA/pF,P<0.05;左室侧壁:(1.20±0.34)pA/pFvs(1.75±0.31)pA/pF,P<0.05],且室间隔心肌细胞的IK1低于侧壁[(0.70±0.31)pA/pFvs(1.20±0.34)pA/pF,P<0.05],CRT升高了失同步化心力衰竭犬的室间隔和左室侧壁心肌的IK1[(1.50±0.30)pA/pFvs(0.70±0.31)pA/pF,P<0.05;(1.65±0.39)pA/pFvs(1.20±0.34)pA/pF,P<0.05),减小了室间隔和左室侧壁心肌IK1的差别[(1.50±0.30)pA/pFvs(1.65±0.39)pA/pF,P>0.05]。结论:CRT部分地逆转失同步化缺血性心力衰竭的IK1重构,减低IK1的各向异性。

高浓度姜黄素对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流和内向整流钾电流的影响

目的研究高浓度姜黄素对大鼠心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)和内向整流钾电流(Ik1)的影响。方法采用急性酶解分离法获得大鼠心室肌细胞,以全细胞膜片钳技术记录Ito和Ik1,观察50μmol/L姜黄素对Ito和Ik1的影响。结果 50μm/L姜黄素对Ito和Ik1通道电流的抑制率分别是(84±11)%(P<0.05)和(59±8)%(P<0.01)。它使Ito和Ik1通道电流密度-电压曲线电流幅度减小,但不改变其整流特性。结论 50μmol/L姜黄素能明显抑制大鼠心室肌细胞Ito和Ik1电流,提示其可能存在心脏毒性作用。

骨髓间充质干细胞诱导分化为心肌细胞及其内向整流钾电流特征

【目的】体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)分化为心肌细胞并探讨其内向整流钾电流(IK1)特征。【方法】采用密度梯度离心法和贴壁培养法分离、纯化大鼠骨髓MSCs,在第3代细胞以5-氮杂胞苷进行诱导,用免疫细胞化学染色和RT-PCR方法鉴定诱导细胞,并采用全细胞膜片钳技术检测IK1表达。【结果】诱导后细胞体积较诱导前增大,呈长梭形。14d后细胞之间出现连接,排列方向渐趋一致。免疫细胞化学染色显示Desmin、α-sarcomericactin和心肌特异性cTnI呈阳性反应,RT-PCR结果表明诱导细胞有心肌β肌球蛋白重链表达。诱导细胞IK1表达呈明显的不均一性,部分细胞IK1与正常心室肌细胞相似,但IK1电流密度总体上低于正常心室肌细胞。【结论】5-氮杂胞苷能在体外诱导MSCs向心肌细胞分化;诱导细胞IK1表达不均一性提示可能有致心律失常潜能。

慢病毒介导RNA干扰心房区心肌细胞Kir2.2基因对Kv2.1钾通道及内向整流钾电流的影响

目的探讨慢病毒介导RNA干扰心房区心肌细胞Kir2.2基因对Kv2.1钾通道及内向整流钾电流的影响。方法构建携带Kir2.2基因干扰RNA的慢病毒载体(pGCSIL-Kir2.2-siRNA),并转染大鼠心房区心肌细胞,采用荧光显微镜观察携带报告基因GFP的慢病毒载体(pGCSIL-GFP-siRNA)在心肌细胞的转染情况,根据实验设计分为三组:Control组(不行慢病毒转染)、Ad-siRNA-null组(仅行空慢病毒转染)和Ad-siRNA-Kir2.2组(行pGCSIL-Kir2.2-siRNA慢病毒转染)。分别采用RT-PCR和Western印迹检测三组的Kir2.2基因的mRNA及Kv2.1钾通道的蛋白水平,采用膜片钳技术记录RNA干扰前后的心肌细胞内向整流钾电流(IK1)的变化情况。结果 pGCSIL-GFP/Kir2.2-siRNA慢病毒载体构建成功,且pGCSIL-GFP-siRNA转染心房肌细胞后,超过80%的细胞均可检测GFP(MOI=50),载体可正确表达;RT-PCR显示干扰后的细胞Kir2.2基因表达受到明显抑制,Ad-siRNA-Kir2.2组的Kir2.2基因的mRNA和Kv2.1钾通道的蛋白水平均下降,与其余两组相比均有差异(P<0.05);与Control组相比,Ad-siRNA-Kir2.2组的IK1减弱,电流密度降低,且电流-电压曲线上移,内向电流(-100 mV)和外向电流(-60 mV)均降低。结论慢病毒介导RNA干扰心房区心肌细胞Kir2.2基因可降低Kv2.1钾通道的表达并抑制内向整流钾电流。

二乙酰基莲心碱对心室肌细胞内向整流钾电流和瞬时外向钾电流的影响

目的:探讨二乙酰基莲心碱(diacetyl-linesinine)对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流和内向整流钾电流的影响。方法:选取5只体重1.5～2.0kg的健康新西兰大耳白兔,酶解法分离单个心室肌细胞,应用全细胞膜片钳技术观察10、30、100μmol/L的二乙酰基莲心碱对心室肌细胞膜瞬时外向钾电流和内向整流钾电流的作用。结果:二乙酰基莲心碱浓度依赖性减少瞬时外向钾电流和内向整流钾电流,10、30、100μmol/L的二乙酰基莲心碱可使峰值瞬时外向钾电流降低14.7%、26.7%和36.6%;使内向整流钾电流降低13.7%、25.3%和31.1%。结论:二乙酰基莲心碱可浓度依赖性阻滞兔心室肌细胞的瞬时外向钾电流和内向整流钾电流。

特异性抑制内向整流性钾电流对缺血再灌注心脏的保护作用

目的探究转基因特异性抑制心脏内向整流性钾电流(IK1)的小鼠在缺血预适应中对缺血心脏的保护作用。方法选取IK1基因抑制小鼠分为2组:阳性表达者为观察组,阴性表达者为对照组。监测各组小鼠心律失常发生情况,采用离体心脏,观察缺血预适应对心脏缺血再灌注后心肌梗死面积、凋亡的影响。采用Western blot检测相关信号蛋白的表达。采用SPSS 17. 0软件进行统计学分析,样本间比较采用t检验。结果与对照组相比,观察组心律失常评分分值[(3. 50±0. 67) vs(7. 42±0. 70)分]、心肌梗死面积/左室面积的比值[(0. 25±0. 04)%vs (0. 38±0. 02)%]和心肌细胞凋亡指数[(202±93)‰vs (822. 5±97. 5)‰]均显著降低(P <0. 05)。Western blotting结果表明,与对照组相比,观察组磷酸化糖原合成酶激酶3[(1. 41±0. 16) vs (0. 77±0. 05)]和AKT[(1. 84±0. 20) vs (0. 81±0. 14)]及p-AKT[(1. 87±0. 27) vs (1. 08±0. 22)]均显著上调。结论 Kir2. 1转基因抑制可减少缺血预适应后再灌注心肌梗死中心律失常的发生、心肌细胞的凋亡及心肌梗死面积,其机制可能部分与再灌注损伤补救激酶信号通路有关。

胺碘酮对模拟缺氧状态下大鼠心室肌细胞瞬时外向和内向整流钾电流的影响

目的通过观察胺碘酮对模拟缺氧状态下急性分离的大鼠心室肌单细胞复极相中瞬时外向钾电流(Ito)和内向整流钾电流(IK1)通道的影响,探讨其在该条件下抗心律失常的作用机制。方法使用酶解法分离获取大鼠单个心室肌细胞,通过持续通以模拟缺氧细胞外液建立体外模拟缺氧模型,采用全细胞膜片钳实验技术研究胺碘酮对该条件下Ito和IK1的作用。结果胺碘酮呈剂量依赖性降低Ito和IK1电流幅值,对Ito抑制效应的起始浓度为1μmol/L,100μmol/L时抑制作用达最大,最大抑制幅度为56.78%±4.27%(23.98±2.18pA/pFvs10.38±4.27pA/pF;测试电压为+70mV;P<0.01;n=5),IC50(半数抑制浓度)为74.35μmol/L,但Ito的I-V曲线趋势并没有发生变化,稳态激活和失活曲线几乎不发生移动。胺碘酮对IK1内向电流部分抑制起始浓度为1μmol/L,外向电流部分抑制效应的起始浓度为2μmol/L,其最大抑制幅度分别为58.77%±10.76%(56.32±7.24pA/pFvs23.22±7.30pA/pF;测试电压为-150mV;P<0.01)和33.29%±2.15%(6.70±0.89pA/pFvs4.46±0.93pA/pF;测试电压为+40mV;P<0.01;n=5)。对内向电流成分的IC50为63.75μmol/L,IK1通道的稳态激活曲线无明显改变。结论在大鼠离体心室肌单细胞模拟缺氧条件下,胺碘酮对Ito和IK1电流幅度呈剂量依赖性抑制,有对抗缺氧本身造成的动作电位时程缩短效应;对I内向电流成分的敏感性高于外向成分。

胡椒碱减轻H2O2引起的兔心房肌细胞内向整流钾电流及超速激活延迟整流钾电流的异常改变

目的:研究胡椒碱对H2O2引起的兔单个心房肌细胞内向整流钾电流(IK1)及超速激活的延迟整流钾电流(IKUr)异常的影响。方法:采用全细胞膜片钳技术分析50μmol/L H2O2对兔单个心房肌细胞IK1和IKUr的影响,并研究预先应用7μmol/L胡椒碱对其的保护作用。结果:7μmol/L胡椒碱对正常兔心房肌细胞IK1和IKUr及其通道动力学无显著影响。在50μmol/L H2O2作用下,兔心房肌细胞IK1峰值由(-148.2±16.7)pA/pF降低至(-64.2±9.8)pA/pF(P<0.05),电流-电压曲线上移;而IKUr峰值由(16.0±2.1)pA/pF降低至(6.1±1.4)pA/pF(P<0.05),电流-电压曲线下移,通道稳态激活曲线右移,通道稳态失活曲线左移及恢复时间减慢,而且存在频率依赖性特征。预先给予7μmol/L胡椒碱,明显减轻H2O2对IK1和IKUr的抑制作用(P<0.01),并可减少H2O2对超速激活延迟整流钾通道动力学的异常影响。结论:胡椒碱可减轻氧化应激对心房肌细胞IK1和IKUr的影响。

心房纤颤的心房肌细胞的内向整流电流和一过性外向电流的研究

目的：研究心房纤颤的人心房肌细胞的跨膜钾离子电流，内向整流钾电流（IK1）和一过性外向钾电流（Ito)的变化。方法：分为窦性心律组（S）、阵发性心房纤颤组（pAf)和持久性心房纤颤组（cAf)三组，采用Chunk方法分离心房肌细胞，全细胞膜片钳记录心房肌细胞的内向整流电流（Ikl)和一过性外向电流（Ikt)。结果：Ikl在较高刺激电压（＞－50mV)下表现为外向电流，pAf组和cAf组均较S组的电流强度增大（P＜0．05）；在较低刺激电压（＜－50mV)下表现为内向电流，cAf组与S组的电流强度无差异（P＞0．05），而pAf组较S组的电流强度增大（P＜0．05）。pAf组和cAf组与S组的Ito的电流强度无明显差异（P＞0．05）。结论：阵发型心房纤颤和持久型心房纤颤造成人的心房肌细胞的跨膜钾离子电流发生变化，形成离子重构现象；心房纤颤时心房肌细胞的内向整流电流（Ikl)的特性发生了变化。

咪达普利对家兔肥厚心肌内向整流钾电流跨室壁异质性的作用

目的探讨咪达普利(IMI)对家兔左室肥厚心肌(LVH)内向整流钾电流(IK1)的跨室壁不均一性的影响。方法用腹主动脉缩窄法制备家兔LVH模型,并口服IMI[0.625mg/(kg·d)]连续8周进行干预。取心脏分离左室游离壁3层心肌细胞,用全细胞膜片钳技术记录IK1。结果因LVH模型心肌细胞膜电容增加所致IK1密度明显减少,心外膜下心肌、中层心肌和心内膜下心肌分别从(5.9±0.7)pA/pF、(6.1±0.5)pA/pF和(4.9±0.3)pA/pF降低为(4.4±0.5)pA/pF、(4.5±0.4)pA/pF和(2.1±0.2)pA/pF,各层细胞间电流密度差异加大。IMI处理后,可逆转心肌的病变,IK1的密度明显高于IMI未干预的LVH组(P<0.05),心外膜下心肌、中层心肌和心内膜下心肌分别为(5.4±0.8)pA/pF、(5.8±0.6)pA/pF和(4.3±0.5)pA/pF,使3层细胞间电流密度的差异减小。结论IMI可逆转LVH后心肌细胞IK1的改变,减少跨室壁差异,提示可能是其减少LVH后发生快速心律失常的机制之一。

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。