慢性栓塞性肺动脉高压大鼠肺动脉平滑肌电压依赖性钾通道蛋白mRNA表达的变化

目的 建立慢性栓塞性肺动脉高压大鼠模型,研究肺动脉结扎对大鼠肺动脉平滑肌电压依赖性钾通道蛋白Kv1.5和Kv2.1 mRNA表达的影响,探讨疾病发生发展的机制.方法 将雄性SD大鼠运用左肺动脉结扎法建立慢性栓塞性肺动脉高压大鼠模型,随机分为正常对照2周组、左肺动脉结扎2周组、假手术2周组和正常对照5周组、左肺动脉结扎5周组、假手术5周组,每组5只.直接右心测压法测6组大鼠右心室收缩压及平均压;取心脏称质量测定右心室肥厚指数;HE染色观察肺组织和肺血管结构的变化,测肺动脉相对中膜厚度(PAMT)、管壁面积/管总面积(WA/rA);实时荧光定量PCR检测肺动脉平滑肌组织Kv1.5和Kv2.1 mRNA的表达.结果 左肺动脉结扎组2周及5周后大鼠右心室收缩压、平均压、右心室肥厚指数均较正常对照组和假手术组明显升高(均P＜0.05).2周和5周后结扎组PAMT和WA/TA值均较正常对照组和假手术组显著增高(均P＜0.05),即远端肺小动脉平滑肌层较其他两组明显增厚,管腔狭窄,肺血管重塑.肺动脉结扎可降低远端肺动脉平滑肌Kv1.5和Kv2.1 mRNA的相对表达量,结扎后2周及5周大鼠肺动脉平滑肌Kv1.5 mRNA相对表达量为(67.56±12.23)％和(55.98±6.84)％,Kv2.1 mRNA相对表达量为(59.71±6.25)％和(49.07±3.51)％,均低于同时间正常对照组和假手术组(均P＜0.05).结论 用左肺动脉结扎法成功建立慢性栓塞性肺动脉高压大鼠模型,左肺动脉结扎可能通过下调大鼠肺动脉平滑肌电压依赖性钾通道Kv1.5、Kv2.1 mRNA的表达参与慢性栓塞性肺动脉高压的发生发展.

睾酮通过激活心肌细胞内线粒体膜上ATP-敏感的钾通道起保护心肌细胞作用

心肌内线粒体膜钙离子活化的钾通道对心肌细胞的保护作用

离子通道和细胞内线粒体膜均可通过特异的途径影响心肌细胞功能,对其存活起有害或有益的作用.

钾通道的分子学多样性、疾病基因(2)

钾离子通道在维持细胞内外钾离子平衡状态、细胞容积和细胞信号转导等方面起到重要作用,通过膜电位调控着神经元和肌肉兴奋性、影响神经递质、心脏功能和激素产生.与其他离子通道比较来说钾通道种类繁多,结构更多样性,每一种钾通道又有许多不同亚型.对其研究大多数集中在可兴奋性细胞的钾通道,对非兴奋性细胞的钾通道研究不够深入,涉及细胞增殖、活化和凋亡的信号转导等.

钾通道的分子学多样性、疾病基因(1)

EAG1钾通道在结直肠癌组织中的表达

EAG1(Kv10.1,ether a go-go)为延迟整流电压门控钾通道,在人脑中大量表达,成肌细胞(即将融合前)和胎盘中有少量表达,但在其他外周组织未发现表达[1].研究表明EAG1有致癌性,可作为潜在的肿瘤诊治工具[2].我们试验旨在研究结直肠癌EAG1钾通道的表达情况及其与临床病理特点的关系.

心肌声学造影评价缺血后处理对犬心肌缺血再灌注损伤的保护作用及与钾离子通道的关系

目的 采用心肌声学造影(MCE)评价缺血后处理(IPostC)对犬心肌缺血再灌注损伤的作用,及K+ATP通道的作用.方法 21只犬左冠状动脉前降支(LAD)阻断180 min,再灌注120 min,分3组:对照组(Con组),无干预;IPostC组,再灌注前给予3次再灌注30 s-缺血30 s过程;格列苯脲组(Gli+IPostC组),再灌注前给予K+ATP通道阻断剂Gli,其余同IPostC组.MCE评价心肌血流灌注及坏死面积.结果 再灌注后与Con组比较,IPostC组低灌注区MCE峰值强度和曲线下面积增高,峰值减半时间缩短,坏死心肌面积减小.Gli+IPostC组各参数介于另2组之间,3组差异显著.结论 IPostC可以减少犬心肌缺血再灌注损伤,其作用机制可能与开放K+ATP通道有关.MCE可检测心肌坏死面积,定量心肌血流灌注,评价IPostC的心脏保护作用.

人胚肾(HEK293)细胞自身的钾通道

目的 研究人胚肾(HEK293)细胞自身的电压依赖性的钾通道.方法 利用全细胞膜片钳技术,记录HEK293细胞上的外向电流及其通道的电生理特点.结果 HEK293细胞上未发现氯电流.59.7%的细胞表达一种类似瞬间外向钾电流(Ito)的钾电流,该电流对4-AP敏感,2mmol/L的4-AP可明显抑制此电流.在40mV时,此电流幅度为(175±112)pA.失活曲线显示其通道的半数失活电压为(-3.5±0.9)mV,斜率为(6.3±0.8)mV.该通道从失活状态中恢复的时间常数为(333.3±33.9)ms,其失活动力学曲线呈钟形.结论 HEK293细胞自身存在Ito样电流,且此电压依赖性钾通道是其自身表达的主要的有功能的离子通道,提示在利用此广泛应用的表达系统来研究外源性离子通道的时候,应该加倍注意.

尼可地尔后处理联合预处理对离体心肌缺血/再灌注的作用研究

目的 探讨尼可地尔药物后处理、预处理,及二者联合对缺血再灌注损伤离体大鼠心肌的心肌梗死面积,冠脉流出液生化指标,及血流动力学的影响,为临床心脏疾病的治疗提供理论依据.方法 48 只大鼠随机分为6 组,离体心脏Langendorff 装置灌流,(1 )对照组(Con):左冠前降支(LAD)阻断40 min,复灌120 min .(2)缺血后处理组(Pos):在复灌开始,LAD 给予6 次短暂开放/钳夹.(3)药物后处理组(Npo):尼可地尔(Nic)20 μmol /L 于复灌时给予10 min .(4)药物预处理组(Ipc):在LAD 阻断前先给予10 min 的Nic .(5)联合组(Npp):LAD 阻断前后分别给予Nic .(6 )阻滞剂组(Gnp):灌注液中含有格列本脲(Gli)20 μmol /L .结果 Pos 、Npo 、Ipc 、Npp 同Con 比较,LVDP 、±dp /dt max 、CF 在复灌后各时间点增高(P ＜0.05),Gnp 同Con 比较差异无统计学意义(P ＞0.05).Npp 同Pos 、Npo 、Ipc 比较未表现出叠加效应(P ＞0.05).复灌30 min 后Pos 、Npo 、Ipc 、Npp 中CK 、LDH漏出量较少(P ＜0.05),Con 同Gnp 比较差异无统计学意义.Npp 同Pos 、Npo 、Ipc 比较差异无统计学意义.Ipc 中心肌梗死区重量从(50.02 ±2.9)%下降到(22.72 ±3.6)%(P ＜0.05),Npp 和Npo 梗死面积分别减小到(23.99 ±4.3)%和(29.02 ±2.1 )%(P ＜0.05),Pos 梗死面积为(34.63 ±4.1 )%(P＜0.05),Gli 取消了Nic 的保护作用,心肌梗死面积为(46.82 ±6.69)%(P ＞0.05).结论 缺血后处理,尼可地尔后处理、预处理,及尼可地尔后处理及预处理联合对离体大鼠心肌有保护作用,但尼可地尔后处理联合预处理未表现明显叠加作用.尼可地尔后处理的心肌保护效应可能与再灌注早期的K -ATP 通道的激活密切相关.

糖尿病大鼠心室肌细胞钾通道的改变

目的 研究糖尿病大鼠心室肌细胞钾通道的改变及增加葡萄糖代谢对其的作用.方法 取体重150～200 g的雄性Sprague-Dawley大鼠,腹腔注射链脲菌素(STZ)建立糖尿病模型,采用酶解法获得单个心室肌细胞,应用膜片钳全细胞记录技术记录钾电流.结果 糖尿病大鼠心室肌细胞瞬间外向性钾流(Iω)密度较对照组显著降低[+60 mV时,分别为(15.90±1.19)pA/pF(n=25)和(28.55±0.97)pA/pF(n=12),P＜0.001];分别用100 nmol/L胰岛素及1.5 mmol/L二氯乙酸在体外预处理心室肌细胞4～5 h和3～4 h使Iω密度恢复至对照组水平[+60 mV时,分别为(29.40±0.38)pA/pF(n=20)和(27.35±0.97)pA/pF(n=12)].结论 糖尿病大鼠心室肌细胞钾通道功能发生改变,增加葡萄糖代谢可逆转这一改变,提示葡萄糖代谢与Ito功能间存在一定关系.

钾流在糖尿病大鼠心室肌细胞的改变机制

目的 研究糖尿病对大鼠心室肌细胞瞬间外向钾流(Ito)的影响及其分子机制,探讨糖尿病引起的心脏损害与心律失常的关系.方法 取体质量150～200 g的雄性Sprague-Dawley大鼠,单次腹腔注射链脲菌素(STZ,65 mg/kg,pH=4.5)建立糖尿病大鼠模型,采用酶解法获得单个心室肌细胞,应用膜片钳全细胞方法记录Ito;并用反转录聚合酶链式反应技术进一步半定量编码该电流通道α亚单位基因(Kv4.2、Kv4.3和Kv1.4)mR-NA的表达水平.结果 与对照组比较,+70 mV时,糖尿病大鼠心室肌细胞Ito密度显著降低[对照组:(30.6±3.8)比糖尿病组:(18.9±3.3)pA/pF,P<0.01);半定量分析法显示糖尿病大鼠心室肌细胞Ito通道α亚单位编码基因Kv4.2、Kv4.3 mRNA表达水平分别下调56.9%和46.6%;而Kv1.4 mRNA表达则上调约48.0%,3组基因表达水平的改变差异均有统计学意义(P<0.05).结论 糖尿病大鼠心室肌细胞Ito密度显著降低主要与编码该通道α亚单位的基因表达下调有关.

头端延髓腹外侧区内二氧化硫对麻醉大鼠血压和心率的影响

目的 探讨头端延髓腹外侧区(RVLM)内二氧化硫对麻醉大鼠血压和心率的影响,探讨RVLM内二氧化硫的离子通道及信号转导通路.方法 成年雄性SD大鼠68只,其中25只大鼠在RVLM单侧微量注射不同剂量二氧化硫(2、20、200 pmol)或人工脑脊液(aCSF),观察在RVLM内注射二氧化硫对大鼠血压和心率的影响.11只大鼠预先在RVLM注射aCSF或谷氨酸促离子型受体非选择性拮抗剂犬尿喹啉酸(KYN,15 nmol)观察其对二氧化硫在RVLM引起心血管效应的影响.32只大鼠预先在RVLM注射aCSF、ATP敏感性钾通道(KATP)阻断剂格列苯脲(40μmol)、L型钙离子通道阻断剂尼卡地平(200 pmol)、非选择性一氧化氮合酶(NOS)抑制剂NG硝基L精氨酸甲酯(l-NAME,15 nmol)、选择性可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)抑制剂1H-[1,2,4]E二唑[4,3α]喹喔啉1酮(ODQ,250 pmol).结果 与aCSF对照组相比,RVLM单侧注射二氧化硫可剂量依赖性地升高血压[2 pmol:(9±2)；20 pmol:(15±2)；200 pmol:(30±3)mm Hg,P＜0.05]和加快心率[2 pmol:(6±4)；20 pmol:(8±9)；200 pmol:(9±7)次/min,P＜0.05].预先在RVLM单侧注射KYN可部分阻断二氧化硫(20 pmol)在RVLM引起的血压升高[KYN+二氧化硫组(9±2)比aCSF+二氧化硫组(16±1)mm Hg,P＜0.05]和心率加快[KYN+二氧化硫组(10±3)比aCSF+二氧化硫组(15±2)次/min,P＜0.05].预先在RVLM注射格列苯脲、尼卡地平、l-NAME或ODQ可有效阻断二氧化硫(20 pmol)在RVLM产生的血压升高[格列苯脲+二氧化硫组:(6±3)；尼卡地平+二氧化硫组:(7±4)；l-NAME+二氧化硫组:(3±2);ODQ+二氧化硫组(3±2)；比aCSF+二氧化硫组:(15±5)mm Hg,P＜0.05]和心率加快[格列苯脲+二氧化硫组:(5±2)；尼卡地平+二氧化硫组(7±4)；l-NAME+二氧化硫组:(5±3)；ODQ+二氧化硫组:(4±4)比aCSF+二氧化硫组(16±2)次/min,P＜0.05].结论 二氧化硫在RVLM能够剂量依赖性地升高血压和加快心率.二氧化硫可能通过激动部分RVLM内谷氨酸受体参与中枢血压的调控,该机制可能与KATP和L型钙通道开放有关.二氧化硫在RVLM产生的升高血压、加快心率的效应主要与NO/cGMP信号转导通路有关.

钾通道在D型钠尿肽抑制胃动力中的作用

目的:探讨钾通道在D型钠尿肽抑制豚鼠胃窦环形肌自发性收缩活动中的作用.方法:采用四道生理记录仪记录豚鼠胃窦环形肌自发性收缩活动;应用放射免疫法测定豚鼠胃窦环形肌组织和灌流液中环-磷酸鸟苷(cGMP)含量;运用全细胞模式的膜片钳技术记录豚鼠胃窦环形肌上钙敏感钾电流和延迟整流型钾电流.结果:DNP抑制豚鼠胃窦环形肌自发性收缩活动并呈现剂量依赖性.1、10、100及1000nmol/L的DNP抑制自发性收缩幅度分别为35%±6%、54%±6%、78%±13%及94%±6%.10 nmol/L鸟苷酸环化酶抑制剂LY83583使收缩幅度抑制减弱(42%±6%vs60%±4%.P<0.05);而用100 nm01/L的cGMP依赖的磷酸脂酶抑制剂zaparinast使DNP对胃窦环行肌自发性收缩的抑制效应增强(72%±7%vs58%±5%,P<0.05).DNP明显增加豚鼠胃窦环形肌组织和灌流液中的cGMP水平.10 nmol/LDNP增加豚鼠胃窦环形肌上钙敏感钾电流,在60mV时增加的幅值为62.31%±3.22%,抑制延迟整流型钾电流,在60 mV时抑制幅度为18%±2.3%.结论:DNP通过增加I<,K(ca)>和cGMP途径实现对豚鼠胃窦环形肌的舒张作用.I<,K(v)>不参与此过程,但在维持豚鼠胃窦环形肌细胞的静息膜电位中起重要作用.

HERG1钾通道在胰腺癌组织中的表达及对PANC1细胞增殖、迁移能力的影响

G1钾离子通道在胰腺癌和胰腺癌细胞株中过表达,且与肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移有关.

哺乳动物心肌细胞不同功能性电压门控的钾通道多样性分子基础

哺乳动物心脏中,不依赖于钙离子的、去极化激活的钾离子电流对于动作电位的波形形成起着重要作用,几种完成这种功能的电压门控的钾电流已经被鉴定出来.在大多数心肌细胞中,瞬时外向电流,Ito.f与Ito.s,以及几类延迟再激活的电流成分,包括Ikr,Iks,Ikur与IK,slow都有表达.尽管如此,这些电流仍然存在着种属间以及细胞类型与区域间的表达形式的差异,这种差异能以动作电位的波形变化加以体现.大量的电压门控的钾通道核心(α)与附属亚基(β,minK,MiRP)已经被克隆出来并且已被证明在心脏中有表达,一系列的实验方法已经被提出以用来通过体内或者体外方法来研究这些亚基与功能性电压门控钾通道的关系.近这些关系的研究已经取得了相当大的进展,现在清楚的是在心肌细胞中不同的分子构成是不同的电生理复极化钾电流的基础.

利多卡因对离体大鼠心室肌细胞内向整流钾电流的影响

目的 研究利多卡因对大鼠心室肌细胞内向整流钾电流的影响,探讨局麻药毒性反应中利多卡因导致心率变慢是否与抑制Ik1有关.方法 酶消化法急性分离大鼠心室肌细胞,采用全细胞膜片钳技术,记录不同浓度利多卡因对大鼠心室肌细胞内向整流钾电流的影响并做出浓度效应曲线,求得其半数抑制浓度.结果 保持电压-40 mV,钳制电压-120 mV条件下,局麻药毒性反应浓度的利多卡因100 μmol/L使Ik1的电流幅值降低(21.1±7.4)%(P＜0.05),但不改变Ik1翻转电压以及电流-电压曲线的形状;冲洗后,Ik1能够完全恢复.500,1000,5000 μmol/L的利多卡因抑制Ik1电流呈浓度依赖性,电流抑制率分别为(32.4±5.7)%,(71.8±8.9)%,(84.5±4.9)%,其IC50为1426.4μmol/L.结论 局麻药毒性反应中,利多卡因呈浓度依赖性抑制大鼠心室肌细胞Ik1,可能延长动作电位时程导致心率变慢.

钾通道开放剂对离体兔心缺血再灌注损伤的保护作用

目的观察非选择性三磷酸腺苷敏感性钾(KATP)通道开放剂Pinacidil和线粒体型KATP(mitoKATP)通道开放剂Diazoxide预处理对高钾停跳离体兔心缺血再灌注损伤的保护作用,以及mitoKATP通道阻断剂5-hydroxydecanoic acid sodium salt(5-HD)应用后其心肌保护作用的变化.方法采用离体兔心Langendorff灌注实验模型.离体兔心40只随机等分成5组(n=8):对照组(C组)、Pinacidil组(P组)、Diazoxide组(D组)、5-HD+Pinacidil组(HP组)和5-HD+Diazoxide组(HD组).离体兔心用标准Thomas停搏液(4℃,K+16 mmol/L)至心停跳,45 min后再灌注20 min,于心脏停跳前灌注药物15 min,对比观察Pinacidil、Diazoxide及其与5-HD合用时对再灌注后心功能及冠状动脉血流的影响以及再灌注末心肌超微结构、蛋白含量、脂质过氧化物丙二醛(MDA)以及腺苷酸含量的变化.结果再灌注后P组、D组、HP组心功能的恢复率均明显高于C组,心肌MDA的含量、蛋白的漏出量明显低于C组,超微结构观察损伤较轻;但HP组心功能的恢复要差于P组,心肌MDA的含量、蛋白的漏出量明显高于P组;HD组与C组各检测指标比较差异无统计学意义.结论 Pinacidil(10 μmol/L)和Diazoxide(30 μmol/L)预处理对离体兔心缺血/再灌注心肌具有保护效果,且其保护效果可以部分被5-HD所阻断,提示心肌mitoKATP通道可能是产生心肌保护作用的靶点之一.

Kir6.2基因两位点多态性与胰岛B细胞功能指数和胰岛素敏感性指数的相关研究

钾离子内向整流器(Kir6.2)和磺脲类受体(SUR)共同组成ATP敏感的钾通道复合体.在胰岛素分泌和作用过程中,ATP敏感钾通道均发挥着十分重要的作用[1,2].Kir6.2和SUR编码基因同位于11q15,1,Kir 6.2位于SUR下游4.5 Kb,仅有一个外显子,无内含子,全长1173 bp.在Caucasian人群中研究发现的错义突变位点有E10K、E23K、L270V和I337V,此外,还发现两个寂静突变[3].本研究即观察Kir6.2基因上E23K和I337V两位点的多态性是否对正常糖耐量人群空腹胰岛素水平,胰岛B细胞分泌功能以及胰岛素敏感性构成影响.

心房颤动患者心房肌钾电流的研究

目的:研究心房颤动患者心房肌内向整流钾电流和乙酰胆碱敏感钾电流的变化,探讨两种离子通道电流变化在心房颤动发生与维持中的作用.方法:应用膜片钳全细胞技术记录并比较19例风湿性心脏病心房颤动患者(心房颤动组)和18例风湿性心脏病窦性心律患者(窦性心律组)心房肌内向整流钾电流和乙酰胆碱敏感钾电流密度的大小.结果:在-60 mV～-120 mV时,与窦性心律组相比,心房颤动组内向整流钾电流密度绝对值增大,乙酰胆碱敏感钾电流密度绝对值降低.其中在-100 mV时,内向整流钾电流密度从窦性心律组的(4.01±1.01) pA/pF (n=18)增大到心房颤动组的(8.94±1.26)pA/pF (n=19,P<0.001);乙酰胆碱敏感钾电流密度从窦性心律组的(24.57±0.77) pA/pF (n=18)降低为心房颤动组的(13.38±1.03) pA/pF (n=19,P<0.001).结论:心房颤动时,内向整流钾电流密度绝对值增大,乙酰胆碱敏感钾电流密度绝对值降低,两种电流的改变可能与心房颤动的发生和维持有关.

成年小鼠心房肌细胞分离方法的改进及钾电流记录

目的：建立稳定、重复性好的小鼠心房肌细胞分离技术，观察小鼠心房肌细胞形态以及钾通道电流特性，为进一步研究小鼠心房肌细胞的电生理特性打下基础。