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电压依赖性钾通道与人类神经性疾病
电压依赖性钾通道是钾通道超家族中成员多,为复杂的亚家族.主要包括Kv α亚单位和辅助亚单位两部分.其中快速失活A型通道和毒蕈碱敏感的M通道已被大量研究.它们广泛分布于神经系统,主要参与各种生理和病理作用,如膜兴奋性的产生、神经递质的释放、神经元细胞的增殖和退化,以及神经网络的信号传递等.目前发现Kv通道亚型或亚单位的突变与学习和记忆的损伤、共济失调、癫痫、神经性耳聋等一些神经性疾病的产生有关.
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丹参酮ⅡA对腹主动脉缩窄高血压豚鼠电生理异常的干预研究
目的 观察丹参酮ⅡA对腹主动脉缩窄高血压豚鼠心肌肥厚的作用,并在离子通道水平探讨其预防肥厚心肌心律失常可能的电生理机制.方法 将豚鼠随机分为对照组、模型组和丹参酮组,每组15只,采用腹主动脉结扎技术建立高血压豚鼠模型.术后4周丹参酮组给予丹参酮[10 mg/(kg.d)]干预治疗,腹腔注射,1次/d,共用8周,其余两组给予等量生理盐水腹腔注射.用尾动脉测压仪测量豚鼠尾动脉收缩压,超声心动图检测舒张末期室间隔厚度(IVSTd)和舒张末期左心室后壁厚度(LVPWTd),计算左心室质量指数(LVMI),应用标准的全细胞膜片钳技术记录各实验组心肌细胞膜上膜电容、动作电位时间(APD)及电压依赖性钾通道中快激活成分(Ikr)和慢激活成分(Iks)电流密度的变化.结果 与对照组相比,模型组血压升高,LVMI、LVPWTd和IVSTd明显增加[LVMI (2.10±0.09)比(1.55±0.04)mg/g,LVPWTd(2.17±0.11)比(1.64±0.12)mm,IVSTd(1.89±0.04)比(1.51±0.08)mm,均P＜0.01)；与模型组相比,丹参酮组心肌细胞APD缩短,膜电容降低,Ikr、Ik,电流密度降低[APPD50 (16.1±2.9)比(68.4±2.8),膜电容(270±15)比(370±17),Ikr(2.49±0.24)比(3.18±0.25),Ik,(10.10±1.11)比(13.79±0.20),均P＜0.01].结论 丹参酮ⅡA在抗心肌肥厚的同时能明显阻断肥厚心肌细胞出现异常增大的Ikr和Iks离子流,缩短肥厚心肌细胞APD,降低膜电容.
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L-甲状腺素诱导心肌肥厚模型下电压依赖性钾通道信使核糖核酸的表达
目的:探讨心肌肥厚易致心律失常的机制.方法:SD大鼠实验组9只,对照组7只,用L-甲状腺素诱导法制备大鼠心肌肥厚模型,用逆转录多聚酶链反应方法(RT-PCR)半定量分析肥厚心肌内电压依赖性K+通道信使核糖核酸(mRNA)水平.结果:实验组与对照组相比,实验组即肥厚心肌内电压依赖性K+通道mRNA的表达水平显著下降(P<0.05).结论:电压依赖性K+通道是心肌电活动的主要离子通道,心肌肥厚时电压依赖性K+通道基因表达水平下降,可能会导致动作电位复极化时间延长,与易诱发心律失常有关.
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模拟失重1周大鼠脑动脉平滑肌细胞BKCa与KV通道功能的改变
目的研究短期模拟失重条件下大鼠脑动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)大电导钙激活钾通道(BKCa)与电压依赖性钾通道(KV)功能的改变. 方法以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对脑血管的影响,采用全细胞膜片钳记录模式,在细胞内液Ca2+保持生理浓度条件下,观察模拟失重1周后脑动脉VSMCs静息电位(RP)以及BKCa与KV电流密度的改变. 结果与对照组相比,模拟失重1周后,RP更正,朝去极化方向改变;BKCa电流密度增大;但KV电流密度的变化则与检测电压有关,在-20～+20 mV下, KV电流密度增大;而在+50～+60 mV下,其电流密度减小. 结论短期模拟失重已可引起脑动脉VSMCs BKCa与KV功能发生改变,既调节膜电位促进钙内流,又对其进行反馈调节防止血管紧张度过分增强,这可能是失重引起脑血管适应性变化的电生理机制之一.
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东莨菪碱致记忆障碍大鼠中枢电压依赖性钾通道亚型的表达
目的研究东莨菪碱致记忆障碍大鼠模型中枢电压依赖性钾通道亚型mRNA表达的差异.方法 Morris水迷宫实验检验大鼠空间学习记忆能力,用RT-PCR方法检测大脑皮层和海马中5种电压依赖性钾通道Kv1.4,Kv1.5,Kv2.1,Kv4.2及Kv4.3 mRNA的表达.结果注射东莨菪碱大鼠的学习记忆能力明显下降,大脑皮层中Kv4.2的表达比对照组降低28.8%;海马中Kv1.4的表达升高111.7%,Kv2.1的表达升高64.3%,而Kv4.2的表达降低33.9%.其它电压依赖性钾通道表达的变化不大.结论东莨菪碱致大鼠学习记忆障碍的同时可诱发中枢电压依赖性钾通道亚型的表达改变.
关键词： 东莨菪碱 电压依赖性钾通道 逆转录聚合酶链式反应 记忆障碍 -
大黄素对大鼠近端结肠平滑肌细胞电压依赖性钾通道的影响
目的研究大黄素对大鼠近端结肠电压依赖性钾离子通道的影响,以探讨其增强结肠运动的机制.方法采用全细胞膜片钳技术测定电压依赖性钾离子通道快速激活型钾电流及延迟整流型钾电流.结果大黄素(1～30 μmol·L-1)浓度依赖性地阻断延迟整流性钾通道,加快电流失活,其阻断作用不需要钾通道的开放.30 μmol·L-1大黄素可抑制快速激活型钾电流.5 μmol·L-1大黄素对钾通道的激活动力学及失活动力学没有影响,但30 μmol·L-1大黄素使其激活动力学曲线明显右移,斜率常数由(13.0±0.6)上升至(19.6±2.5) mV,同时也使失活动力学曲线明显右移.结论大黄素可阻断延迟整流型钾通道及快速激活型钾通道,其阻断作用不是开放阻断.
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西地那非抑制低氧对人肺动脉平滑肌细胞电压依赖性钾通道的下调作用
目的 探讨西地那非对低氧下调人肺动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smooth muscle cells,PASM Cs)电压依赖性钾通道(voltage-dependent potassium channels,Kv)的干预作用.方法 应用膜片钳技术记录PASMCs K+电流；观察低氧刺激前后钾离子(K+)电流的变化以及西地那非(sildenafil)的干预作用；通过特异性Kv1.5抗体透析,分析西地那非作用于人PASMCs Kv分子靶点即通道亚单位；运用Real-time PCR及Western blotting技术检测低氧刺激前后及西地那非对人PASMCs上的Kv1.5通道基因转录水平和蛋白表达水平的影响.结果 低氧明显抑制了人PASMCs细胞膜上的全细胞K+电流；而西地那非则可以对抗低氧对全细胞K+电流的抑制作用；而且西地那非对低氧下人PASMCs Kv的调控作用靶点主要是Kv1.5；同时西地那非部分恢复了低氧抑制的细胞上的Kv1.5 mRNA和蛋白表达.结论 西地那非能够抑制低氧对人肺动脉平滑肌细胞电压依赖性钾通道功能与表达的下调作用.
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KCNE2突变引起6型长QT间期综合征的机制探讨
探讨KCNE2 突变体通过对三种Kv 通道(IKr、IKs、Ito)功能的影响,造成心肌复极延迟,APD 延长,引起6 型长QT 间期综合征.因为心脏电稳定性遭到破坏,容易产生室性心律失常、晕厥甚至猝死.
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甲烷对大鼠近端结肠动力的影响及离子通道机制
目的 探讨甲烷对大鼠近端结肠动力的影响及离子通道机制.方法 取大鼠近端结肠制备纵行肌条及环形肌条；张力换能器及多通道生理信号采集处理系统记录甲烷对肌条自发性收缩的影响,观察纵行肌条经河豚毒素或N-硝基-L-精氨酸(L-NAME)预处理后甲烷对其自发性收缩的影响；消化分离近端结肠平滑肌细胞,运用全细胞膜片钳技术检测甲烷作用前后平滑肌细胞电压依赖性钾电流(IKV)及大电导钙依赖钾电流(IBKca)的变化.结果 甲烷作用下纵行肌收缩幅度由(1.12±0.27)g降为(0.99±0.31)g(n=19,P=0.013),但其中部分肌条(n=6)经甲烷作用后收缩幅度无变化；经河豚毒素或L-NAME预处理后甲烷对纵行肌抑制效应仍然存在；甲烷对纵行肌收缩周期及环形肌的自发性收缩无影响.在阶跃刺激为+ 60 mV时,3％甲烷溶液作用后IKV电流密度由(13.3±1.0) pA/pF增加为(18.5±1.4)pA/pF(n=11,P=0.001)；不同浓度甲烷溶液对IBKca无明显影响(均P＞0.05).结论 甲烷可能通过开放平滑肌细胞电压依赖性钾通道、增加IKV,进而抑制近端结肠纵行肌收缩.
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SLE患者外周血淋巴细胞膜K(V)通道电流的变化及意义
目的:探讨系统性红斑狼疮(SLE)患者外周血淋巴细胞膜电压依赖性钾[K(V)]通道电流的变化及意义.方法:采用膜片钳全细胞电流记录方法,记录了SLE患者外周血淋巴细胞膜K(V)通道电流.结果:SLE患者淋巴细胞膜K(V)通道电流明显下降,正常人该通道电流幅度为(258.6±112.5)pA,SLE患者的为(139.4±58.5)pA(P<0.05).通道的其它特性包括激活电压、失活特性、通道关闭动力学特性及药理学特性未见变化.结论:SLE患者细胞免疫功能下降可能与淋巴细胞膜K(V)通道电流幅度减小有关.
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Kv 和 BK Ca通道阻断剂对家兔离体 Oddi括约肌肌环张力的作用及芍药甙的调控作用
目的：探讨电压依赖性钾通道（ Kv）、大电导钙激活钾通道（ BKCa ）阻断剂对家兔离体Oddi 括约肌（ SO）肌环张力的作用及中药芍药的有效成分芍药甙对其调控作用。方法制备离体兔Oddi 括约肌肌环标本，放置于平滑肌恒温灌流浴槽中，观察Kv通道阻断剂4-aminopyridine （4-AP）、BKCa通道阻断剂tetraethylammonium chloride （ TEA）对家兔离体SO肌环的收缩作用；观察芍药甙对4-AP和TEA引起的收缩作用的影响。结果4-AP、TEA均可以引起SO肌环收缩，且随4-AP、TEA浓度增加，收缩程度也在增强。4-AP和TEA对SO肌环的收缩作用可以被芍药甙抑制。结论在离体条件下，Kv通道和BKCa通道对维持SO细胞的静息膜电位起主要作用。芍药甙可能通过对Kv通道和BKCa通道的调控，实现了对SO细胞的舒张反应。
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中药活性成分对心肌细胞电压依赖性钾通道的作用
心律失常是心血管疾病常见的表现形式,尤其是室上性心动过速、心室颤动等恶性心律失常,常伴有诱发心源性猝死的风险.而目前抗心律失常药物的总有效率只有30％～60％,揭示其机制并寻找更精确的作用靶点一直是抗心律失常研究的方向.心律失常属于中医“心悸”“怔忡”范畴,中医辨证治疗本病有着悠久的历史和丰富的经验,对心律失常的纠正具有显著优势,且中药为天然药物,不良反应相对较小,普遍受到患者的青睐,有广阔的发展前景.目前研究证实众多中药活性成分可以同时作用于多个靶点,同时影响多种离子通道的功能,是理想的抗心律失常药物.
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橙皮素对大鼠肾动脉血管环的舒张作用机制探讨
目的：研究橙皮素对大鼠肾动脉血管平滑肌细胞的舒张作用,并探讨其机制。方法大鼠处死后,在解剖显微镜下分离其肾动脉血管三级分支,剪成2 mm长的血管环,通过微血管张力记录仪记录其张力,利用全细胞膜片钳技术记录其电压依赖性钾电流。首先观察橙皮素对静息状态下肾动脉张力的影响。然后将肾动脉血管环用60 mMKCl或10-5 mol/L PE预收缩达坪台,加入橙皮素(10-6~10-4 mol/L)对肾动脉进行浓度依赖性舒张,以预收缩的大张力为100%,测定橙皮素对预收缩肾动脉血管环的舒张百分比。用60 mMKCl或10-5 mol/L PE预收缩肾动脉达坪台后,预孵Kv通道抑制剂4 AP或KCa通道抑制剂TEA10 min,然后加入不同浓度梯度的橙皮素(10-6~10-4 mol/L)舒张肾动脉,观察4 AP或 TEA对橙皮素舒张肾动脉的影响。采用两步酶解法分离得到大鼠肾动脉血管平滑肌细胞,采用全细胞膜片钳技术,观察并记录橙皮素对大鼠肾动脉血管平滑肌细胞电压依赖性钾电流的影响。结果橙皮素对大鼠肾动脉血管平滑肌细胞的静息张力没有产生显著影响。橙皮素(10-6~10-4 mol/L)可使预收缩的肾动脉血管环发生浓度依赖性的舒张,大舒张幅度分别为(53.39±5.27)%(KCl预收缩)和(60.13±4.17)%(PE预收缩)。预孵 TEA没有对橙皮素的舒张作用产生显著影响,预孵4 AP使橙皮素的舒张幅度减小了14.26%(KCl预收缩)和18.31%(PE预收缩)。橙皮素(浓度选用舒张实验计算所得 RC50)可使大鼠肾动脉血管平滑肌细胞的电压依赖性钾电流 I V曲线发生非平行上移,大电流密度增加了45.24%。结论橙皮素对 KCl或10-5 mol/L PE预收缩的大鼠肾动脉血管环有浓度依赖性的舒张作用；橙皮素对大鼠肾动脉的舒张作用与激活电压依赖性钾通道有关,与钙激活钾通道无关。
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电压依赖性钾通道在京尼平苷调控大鼠胰岛素分泌中的作用
目的：研究电压依赖性钾(Kv)通道在京尼平苷调控大鼠胰岛素分泌机制中的作用。方法采用放免法检测大鼠胰岛组织的胰岛素分泌情况，膜片钳技术记录胰岛β细胞 Kv电流和动作电位时程(APD)。结果在8.3 mmol/L葡萄糖条件下，京尼平苷(0~100μmol/L)可剂量依赖性地增加胰岛素分泌含量，在10μmol/L时基本达大促分泌效应，低糖(2.8 mmol/L)情况下则没有作用。膜片钳实验数据表明，京尼平苷剂量依赖性地(0~100μmol/L)降低 Kv通道电流密度，并在10μmol/L的浓度下发挥大抑制作用，并明显延长了动作电位时程。结论京尼平苷在胰岛β细胞中通过抑制 Kv、延长 APD发挥促胰岛素分泌作用。
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京尼平苷调控大鼠胰岛素分泌的机制研究
目的 探讨京尼平苷在大鼠胰岛素分泌中的作用及其机制,为糖尿病的治疗提供依据.方法 将胶原酶P经胆总管注入雄性Wistar大鼠的胰腺,消化11 min,histopaque 1077梯度离心得到分离纯化的胰岛.用放射免疫分析法检测胰岛素分泌功能,采用ELISA方法检测环鳞酸腺苷(cAMP)含量,通过膜片钳技术记录电压依赖性钾通道(Kv)电流和Ca2+电流.结果 在8.3 mmol/L的葡萄糖下,京尼平苷可促进胰岛素分泌,给予exendin(9-39)、SQ22536和H89,可明显减弱京尼平苷的胰岛素分泌量以及环磷酸腺苷的含量,且在电压依赖性钾电流中也有相同的抑制作用.此外,京尼平苷调控胰岛素分泌作用还受到钙电流的影响.结论京尼平苷通过、cAMP信号通路及其下游受体PKA来发挥调控胰岛素分泌的作用.
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KV通道对大鼠胰岛素分泌作用的研究
目的：研究电压依赖性钾通道(KV)在大鼠胰岛素分泌中发挥的作用，为糖尿病的治疗提供理论依据。方法用胶原酶P消化胰腺，经过 Histopaque 1077梯度离心后，在体式显微镜下分离得大鼠胰岛。用吖啶橙碘化丙啶(AO/PI)染色和胰岛素分泌实验来验证胰岛活性与功能，通过膜片钳技术记录KV电流和动作电位(AP)时程对大鼠胰岛素分泌的作用机制。结果分离获得的胰岛95%被AO/PI染成绿色；2.8mmol/L、8.3mmol/L葡萄糖情况下胰岛素分泌量分别是：(6.4±0.5)μIU/mL、(13.7±2.0)uIU/mL；TEA、MDL 12330A在8.3 mmol/L葡萄糖的基础上进一步增加了胰岛素分泌，抑制了 KV 电流，延长了 AP 时程，而在同样条件下 H89对胰岛素分泌、KV电流、AP时程均没有影响。结论采用胶原酶 P 消化法及 Histopaque 1077分离液离心分得的胰岛活性、功能良好，通过抑制β细胞KV电流延长 AP时程，增加胰岛素分泌。
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环磷酸腺苷对大鼠胰岛素分泌作用及机制的研究
目的 研究环磷酸腺苷(cAMP)在大鼠胰岛素分泌中发挥的作用及机制,为研究促胰岛素分泌药物提供理论依据.方法 雄性SD大鼠的胰腺经过胶原酶P消化,使用Histopaque 1077梯度离心后,分离纯化取得胰岛.用胰岛素分泌实验来验证胰岛活性与功能,并且通过cAMP检测实验、膜片钳技术记录电压依赖性钾通道(KV)电流,研究cAMP促进大鼠胰岛素分泌的作用机制.结果 经过分离纯化得到的胰岛在2.8 mmol/L、8.3 mmol/L、16.7 mmol/L葡萄糖情况下胰岛素分泌的标化值分别为(1.00±0.38)μIU/mL、(2.33±0.52) μIU/mL、(5.55±0.12)μIU/mL.在8.3 mmol/L葡萄糖作用的基础上,Forskolin进一步促进了cAMP的生成,胰岛素的分泌,抑制了KV电流,在同样条件下,SQ22536对cAMP的生成、胰岛素分泌、KV电流均没有影响,但是相同条件下,应用Forskolin+ SQ22536,则可以减少Forskolin促进cAMP生成的作用、削弱了Forsk0lin对KV电流的抑制作用.结论 采用胶原酶P消化法及Histopaque 1077分离液离心分得的胰岛活性、功能良好.在胰岛β细胞内,cAMP合成增加可促进胰岛素分泌,其机制与抑制KV电流相关.
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石英诱导AM活化损伤中电压依赖性K+通道的应答
目的 研究石英颗粒对大鼠肺泡巨噬细胞(AM)电压依赖性K+通道(VDPC)的影响及意义.方法 肺泡灌洗法收集SD大鼠AM,细胞浓度为5×105/ml.标准石英颗粒分为5个剂量组(0、25、50、100、200 μg/ml),其中0剂量组为对照组;无定形石英颗粒100μg/ml,与AM共培养24 h后,用膜片钳记录-150-60 mV电压刺激下的细胞膜K+电流值.相同处理条件下,测定AM乳酸脱氢酶(LDH)漏出率,用MTT法测定细胞存活率.结果 AM可表达外向延迟和内向整流K+电流.石英处理24 h后可明显增加AM外向延迟K+电流(P<0.05),激活曲线左移,激活斜率减小;对内向整流K+电流影响不明显.100μg/ml无定形石英对外向延迟K+电流没有影响,但可使其激活曲线显著右移(P<0.05),激活斜率减小.随石英颗粒剂量增加,与对照组比AM LDH漏出率显著增加(P<0.05),存活率明显下降(P<0.05).相同剂量下,无定型石英对AM的损伤程度明显小于标准石英(P<0.05).结论 石英颗粒对大鼠AM外向延迟K+通道具有激活效应,提示,该通道在石英致AM损伤坏死中充当激活信号,但与石英的生物膜毒性无关.
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天花粉蛋白对人PBMC分泌细胞因子水平及离子通道的影响
目的:研究天花粉蛋白对正常人外周血单个核细胞(PBMC)分泌细胞因子水平及其对T淋巴细胞离子通道的影响,揭示其免疫调节作用机理.方法:用放射免疫分析法检测天花粉蛋白对PBMC在植物血凝素-M(PHA-M)刺激下分泌IL-2、IL-6水平的影响;用膜片钳技术检测天花粉蛋白对T淋巴细胞膜电压依赖性钾通道的影响.结果:天花粉蛋白促进正常人PBMC在PHA-M刺激下分泌IL-2和IL-6;增大T淋巴细胞膜电压依赖性钾通道的电流强度 .结论: 天花粉蛋白可通过增大T淋巴细胞膜上电压依赖性钾通道电流强度及促进PBMC分泌IL-2 和IL-6,增强机体免疫功能.
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电压依赖性钾通道与哮喘发病机制的相关性研究
目的 探讨钾通道开放剂(KCOs)对组胺作用后电压依赖性钾通道(Kv)及哮喘豚鼠支气管平滑肌细胞(BSMCs)Kv的作用.方法 利用膜片钳技术细胞贴附式方法测定正常豚鼠支气管平滑肌细胞Kv的开放时间快慢成分(τfast、τslow),关闭时间及组胺作用后Kv 的开放时间、关闭时间;哮喘豚鼠支气管平滑肌细胞Kv的开放时间、关闭时间及KCOs对二者的影响.结果 组胺可明显缩短豚鼠BSMCs电压依赖性钾通道开放时间,延长关闭时间,与正常对照组比较差异有显著性(P＜0.001);哮喘组与正常对照组比较开放时间τfast、τslow明显缩短,关闭时间延长,二者相比有显著性差异(P＜0.001).KCOs可延长组胺作用后及哮喘豚鼠BSMCs钾通道的开放时间,缩短关闭时间,二者相比有显著性差异(P＜0.001).结论 哮喘豚鼠BSMCs电压依赖性钾通道活性降低,组胺可缩短Kv的开放时间,延长Kv的关闭时间可能为哮喘的发病机制之一.KCOs可增加哮喘豚鼠支气管平滑肌Kv的活性,由此可能达到治疗哮喘的作用.
