钙激活钾通道在钙离子致神经细胞损伤中的作用

采用膜片钳单通道记录方法,观察原代培养新生ＳＤ大鼠皮层神经元的钙激活钾通道（ＫＣａ）特征及胞内不同游离钙水平对通道开放动力学的调节。结果显示：培养ＳＤ大鼠皮层神经元的ＫＣａ以大电导活动占优势,胞内游离钙为１０－８ｍｏｌ／Ｌ时,通道几乎不开放,在１０－６ｍｏｌ／Ｌ时达最大激活。由此表明神经元上ＫＣａ通道开放概率明显依赖于胞浆中钙离子和膜电位,ＫＣａ对胞内钙离子浓度变化极为敏感。钾通道的开放剂可能有一定的神经细胞保护作用。     

钙激活钾通道及ATP敏感性钾通道在海马神经元缺氧超极化中的作用

研究缺氧超极化缺氧海马神经元中的电生理机制,以提示缺氧超极化在脑损伤中的作用。方法：应用膜片钳制技术的细胞贴附式膜片记录缺氧海马神经元的单通道电流活动,经p-CLAMP软件进行采样储存数据和数据的分析处理。结果：缺氧引起钙激活钾通道（KCa通道）和ATP敏感性通道（KATP通道）的激活,增加通道的开放概率。结论：缺氧超极化可能是缺血性脑损伤早期的重要代偿机制。     

氯胺酮对缺氧大鼠海马神经元钙激活钾通道的作用

目的 研究氯胺酮对缺氧马神经元钙激活钾通道（KCa通道）的作用,以揭示氨胺酮抗缺血性脑损伤的电生机机制。方法 应用膜片钳制技术记录缺氧海马神经元上的单通道电流活动,经P－clamp软件进行微机采样、储存数据和数据的分析处理。结果 氨胺酮对缺氧海马神经元KCa通道具有明显激活作用：增加通道开放概率P0,缩短通道关闭时间。结论 氯胺酮对海马神经元KCa通道的作用可能为氯胺酮治疗脑缺血损伤的另一种重要机制。     

吡拉西坦对海马神经元钙激活钾通道的作用

目的 研究吡拉西坦对原代培养海马神经元钙激活钾通道（KCa通道）的作用,以揭示吡拉西坦抗缺血性脑损伤的电生理机制。方法 应用膜片钳制技术记录原代培养的海马神经元的单通过电流活动,经p-CLAMP软件进行微机采样储存数据和数据的分析处理。结果 吡拉西坦对KCa通道具有明显的激活作用,增加通道开放概率,缩短通道关闭时间（P＜0．01）。结论 吡拉西坦可能通过激活KCa通道而对缺血神经元具有保护作用。     

中枢神经元钙激活钾通道的研究进展与缺血性脑损伤

钾通道广泛分布于生物体各种可兴奋细胞中 ,在中枢神经系统内存在多种类型的钾通道。其中由神经元细胞浆内 Ca2 浓度和动作电位决定其通道开放和关闭的一类钾通道称为钙激活钾通道 ( Kca能通道 )。在许多神经元中 ,动作电位的产生可导致 Ca2 内流 ,从而激活 Kca通道 ,产生钙激活钾电流 ( IKca)。自 1975年Meech等首次在神经细胞上证实了 IKca的存在后 ,先后在多种细胞上发现了一大类电导值不等 ,电压依赖性不同的 Kca通道。神经元表达多种 Kca通道 ,在调节神经元兴奋性 ,放电频率和膜振荡中起重要作用 [1] 。因此 ,对钙激活性钾通道…     

中电导钙激活钾通道的研究进展

中电导钙激活钾通道(KCa3.1),又称IKCa和SK4,广泛分布于机体成纤维细胞、增殖型平滑肌细胞、内皮细胞、T淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞、上皮细胞中,并参与体内血管舒缩、炎症、钙化,组织纤维增生、免疫反应、恶性肿瘤发生和内外分泌腺分泌等病理生理过程.近几年发现通过阻断KCa3.1通道或基因敲除等方法,可明显阻止其参与的病理生理进程,而其特异性阻断剂三芳甲烷-34(TRAM-34)已在动物及人类中应用,表现出了药物的安全性及耐受性,为治疗相关疾病提供了新的方向.本文就近几年KCa3.1通道相关疾病研究进展作一综述.     

巴曲酶对原代培养的大鼠皮层神经元钙激活钾通道的作用研究

目的观察巴曲酶对原代培养新生SD大鼠皮层神经元上钙激活钾通道(Kca)作用。方法采用细胞贴附和内面向外两种膜片钳单通道记录技术检测巴曲酶对Kca作用。结果在钙浴液内,细胞贴附式膜片上,钳制膜电位+30mV,加入不同浓度巴曲酶0.15mmol/L、0.25mmol/L、0.50mmol/L、0.75mmol/L、1.0mmol/L,通道开放概率由0.005分别增加为0.013±0.002、0.082±0.011、0.131±0.012、0.211±0.010、0.062±0.009(P<0.01),在0.75mmol/L以内表现出浓度依赖性。在无钙浴液内,细胞贴附式膜片上,钳制膜电位+50mV,随巴曲酶浓度增加为0.15mmol/L、0.40mmol/L、0.60mmol/L、1.0mmol/L时,通道开放概率由0.005分别增加为0.013±0.001、0.112±0.007、0.193±0.010、0.301±0.009(P<0.05)。6例内面向外式膜片上,钳制膜电位+40mV,分别加入巴曲酶0mmol/L、0.25mmol/L、0.50mmol/L3min后,通道开放概率分别为0.012±0.007、0.011±0.009、0.013±0.008(P>0.05),巴曲酶在胞内Kca开放概率,平均开放/关闭时间,电流幅值均无明显变化。结论巴曲酶通过影响胞内游离钙水平间接调节Kca,可能对神经元有直接保护作用。     

钙激活性钾通道在缓激肽选择性开放血脑肿瘤屏障中的作用

目的 探讨钙激活性钾通道（Kct）在缓激肽（bradykinin，BK）选择性开放血脑肿瘤屏障（blood—brain tumor bamier，BTB）中的作用。方法建立脑胶质瘤大鼠模型，颈内动脉灌注BK后采用免疫组化ABC法和Westernblot法测定肿瘤组织Kca通道蛋白的分布和含量的变化，以t检验进行统计分析。结果 脑胶质瘤大鼠模型经颈内动脉灌注BK后，其肿瘤内血管内皮细胞的Kca通道蛋白增加，且以灌注后10min增加最为显著。结论 Kca通道的表达增多是BK选择性开放BTB机制中的一个重要环节。     

大电导钙激活钾通道在平滑肌细胞中的调节机制

大电导钙激活钾通道由形成孔道的α亚基及具有调节作用的β亚基组成,因其电导大,对调节平滑肌细胞功能起重要作用,从而成为近年来研究的热点。大电导钙激活钾通道的调节机制多种多样,现对其近年来调节机制的研究进展作一综述。     

大电导钙离子激活钾通道对糖尿病大鼠冠状动脉血管张力的调节

目的 探讨大电导钙离子激活钾通道(BK通道)对糖尿病冠状动脉血管张力调节作用,阐明糖尿病冠状动脉血管损伤的机制.方法 采用电视显微系统测定BK通道对正常冠状动脉血管调节作用;采用链脲霉素腹腔内注射建立大鼠糖尿病动物模型,酶消化法分离冠状动脉平滑肌细胞,全细胞膜片钳实验记录正常和糖尿病冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流;采用多导微血管张力测定仪测定正常和糖尿病冠状动脉血管张力的变化.结果 当加入BK通道特异性阻滞剂iberiotoxin(IBTX)100 nmol/L后,冠状动脉血管内径可缩小50%以上,加入IBTX前和9 min时血管内径分别为131 μm和51 μm;与正常组相比,当刺激电压＞60 mV时,糖尿病冠状动脉BK通道电流密度就开始降低,在刺激电压为150 mV时,电流密度分别为(275±40)pA/pF和(70±10)pA/pF;当加入100mmol/L KCl后,正常和糖尿病冠状动脉血管张力分别为(398±38)mg和(390±35)mg(P＞0.05),当加入100 nmol/L IBTX后正常和糖尿病冠状动脉血管张力分别为(395±40)mg和(50±7)mg(P＜0.05).结论 BK通道对正常冠状动脉血管张力有调节作用,糖尿病时冠状动脉平滑肌细胞BK通道功能受损,BK电流降低,血管张力增加.     

Molecular mechanisms of diabetic coronary dysfunction due to large conductance Ca2+-activated K+ channel impairment

Background  Diabetes mellitus is associated with coronary dysfunction, contributing to a 2- to 4-fold increase in the risk of coronary heart diseases. The mechanisms by which diabetes induces vasculopathy involve endothelial-dependent and -independent vascular dysfunction in both type 1 and type 2 diabetes mellitus. The purpose of this study is to determine the role of vascular large conductance Ca²⁺-activated K⁺ (BK) channel activities in coronary dysfunction in streptozotocin-induced diabetic rats.

Methods  Using videomicroscopy, immunoblotting, fluorescent assay and patch clamp techniques, we investigated the coronary BK channel activities and BK channel-mediated coronary vasoreactivity in streptozotocin-induced diabetic rats.

Results  BK currents (defined as the iberiotoxin-sensitive K⁺ component) contribute (65±4)% of the total K⁺ currents in freshly isolated coronary smooth muscle cells and >50% of the contraction of the inner diameter of coronary arteries from normal rats. However, BK current density is remarkably reduced in coronary smooth muscle cells of streptozotocin-induced diabetic rats, leading to an increase in coronary artery tension. BK channel activity in response to free Ca²⁺ is impaired in diabetic rats. Moreover, cytoplasmic application of DHS-1 (a specific BK channel b₁ subunit activator) robustly enhanced the open probability of BK channels in coronary smooth muscle cells of normal rats. In diabetic rats, the DHS-1 effect was diminished in the presence of 200 nmol/L Ca²⁺ and was significantly attenuated in the presence of high free calcium concentration, i.e., 1 mmol/L Ca²⁺. Immunoblotting experiments confirmed that there was a 2-fold decrease in BK-b₁ protein expression in diabetic vessels, without altering the BK channel α-subunit expression. Although the cytosolic Ca²⁺ concentration of coronary arterial smooth muscle cells was increased from (103±23) nmol/L (n=5) of control rats to (193±22) nmol/L (n=6, P <0.05) of STZ-induced diabetic rats, reduced BK-b₁ expression made these channels less sensitive to intracellular Ca²⁺, which in turn led to enhanced smooth muscle contraction.

Conclusions  Our results indicated that BK channels are the key determinant of coronary arterial tone. Impaired BK channel function in diabetes mellitus is associated with down-regulation of BK-b₁ expression and reduction of the b₁-mediated BK channel activation in diabetic vessels.

     

慢性低氧状态对肾小球足细胞高通量钙激活钾通道表达和功能的影响

目的 探讨慢性低氧对人肾小球足细胞高通量钙激活钾通道（BK 通道）表达和功能的影响,及其在慢性肾脏病进展中的作用。方法 分化完全的条件永生性人类足细胞分别置于常氧（21% O2）和低氧（10%或2% O2）条件下培养6 ～ 48 h,采用实时聚合酶链反应（real-time PCR）和Western blot 检测足细胞BK 通道α、β3 及β4 亚基的表达;用电生理膜片钳技术记录全细胞模式下足细胞BK 通道功能的变化。结果 电生理研究结果显示低氧环境（2% O2 24 h）中,足细胞BK 通道在+80 mV 电压刺激下的电流水平由（14.45±2.06）pS 下降至（4.78±1.12）pS,差异有统计学意义（P <0.05）,且通道激活的时间常数由（4.59±1.67）增加至（25.16±11.04）（P <0.05）;分子生物学研究提示在低氧条件（2% O2 24 h）下足细胞BK 通道的β4 亚基水平升高,且表现为时间依赖性和剂量依赖性。结论 慢性低氧通过上调β4 亚基表达抑制BK 通道活性。     

大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道的全细胞电流记录

目的 探讨记录全细胞的大电导钙激活钾通道的技术方法。方法 首先酶解急性分离大鼠海马神经元；利用全细胞膜片钳技术记录大电导钙激活钾电流。结果 可记录到一系列快速的外向钾离子电流。结论 所记录到的外向钾离子电流中，快速出现并很快减小的呈尖峰样的瞬变外向电流主要由大电导的钙激活钾电流组成。     

Involvement of Ca^2＋-activated K^＋Channels in Receptor-Regulated Sperm Motility in Rats

Ion fluxes have been implicated in sperm functions.A pivotal role of Ca2 hasbeen observed in variousreproductive events including sperm capacitation,acrosomereaction[1～ 3] ,sperm activation[4～ 5] and sperm motility[6～ 8] .The importance of Ca2 in-f…     

Involvement of Large-conductance Ca2+-activated K+ Channels in the Synaptic Transmission in the Lateral Amygdala /大电导钙依赖性钾通道参与调节杏仁核侧核突触传递

目的：大电导钙依赖性钾通道（Large-conductance Ca²⁺-activated K⁺ channels, BK_Ca) 在与应激相关的杏仁核高度表达,但在神经网络调控中作用的报道有限。前期的研究发现小鼠急性应激可引起杏仁核BK_Ca表达降低,伴随动物焦虑样表现。本研究我们将考察BK_Ca通道在杏仁核侧核突触传递与可塑性中的作用。方法：本研究采用免疫组织化学、行为学、蛋白质电泳和电生理记录的方法研究BK_Ca通道的作用。结果：首先发现BK_Ca通道与锥体神经元和中间神经元标志物(分别为CaMKIIα与GAD-65)共表达;免疫共沉淀检测发现BK_Ca通道与NMDA受体NR2A和NR2B亚型组成异源性复合物;进一步研究发现,阻断BK_Ca通道可易化丘脑-杏仁核侧核通路突触长时程增强（long-term potentiation,LTP)。结论：上述结果表明BK_Ca通道在杏仁核突触可塑性诱导中具有重要作用。     

Effects of isoflurane and ethanol on large conductance Ca^2＋ -activated K^＋ channels

To study the effect of isoflurane and ethanol on large conductance Ca^2 -activated K^ channels (BK channels). Methods: The cRNA of mslol encoding BK channels was injected into Xenopus oocytes. Oocytes were incubated in ND96 (96 mmol/L NaCI, 2.0 mmol/L KCI, 1.8 mmol/L CaCl2, 1.0 mmol/L MgCl2, and 5.0 mmol/L HEPES, pH 7.4) at 4 ℃. Patch clamp recording (outside-out) were performed after 2-3 d. Isoflurane was administrated by the vaporizer driven by air, ethanol was applied by a cloud, manual-controlled administration system. Different test potentials from 0 to 10 mV were given to observe changes of currents. Results: 0.7 mmol/L and 1.2 mmol/L of isoflurane could inhibit BK currents obviously at different command potentials, but 50 mmol/L, 100 mmol/L, or 200 nunol/L of ethanol had no any effect on BK currents. Conclusion: Clinical concentration of isoflurane can distinctly inhibit isolating BK currents.     

溶血磷脂酰胆碱对心肌细胞T型钙离子通道的调控

目的：通过研究溶血磷脂酰胆碱（lysophosphatidylcholine,LPC）对心肌细胞T型钙离子通道电流（I _Ca.T）的影响,探讨在缺血心肌细胞胞内和/或细胞间隙中LPC的增加引起心动过速或心律失常的潜在机制。方法：以酶消化法制备1~3 d新生Wistar大鼠心室肌细胞（共5批,每批8只）及成年Wistar大鼠的肥大心室肌细胞（实验组和同批次周龄的对照组各10只）。人类心脏T型钙通道α1亚基的α1H(CaV3.1)和α1G(CaV3.2)在HEK293细胞中稳定表达,利用全细胞膜片钳技术测定大鼠心肌细胞和异源表达的人类心肌CaV3.1和CaV3.2离子通道组分,进而研究LPC调控I _Ca.T的机制。结果：LPC显著促进新生鼠心肌细胞自律性,在生理条件下的细胞内Ca ²⁺浓度,LPC处理后心肌细胞搏动从（42±8）次/分增至（64±8）次/分。新生鼠心肌细胞和成年鼠肥大心室肌细胞经LPC处理后,细胞内Ca ²⁺浓度较高时,ICa.T分别增加了21.5%和23.5%;而当细胞内Ca ²⁺浓度较低时,I _Ca.T均无变化,对照组(3.8±0.2) pA/pF,LPC组(3.7±0.4) pA/pF。因此,LPC引起的细胞内Ca ²⁺浓度依赖的I _Ca.T增大,在新生鼠心肌细胞和成年鼠肥大心室肌细胞中都得到了证实。无论细胞内Ca ²⁺浓度高低,LPC对I _CaV3.1均无显著影响［(37.3±2.5) pA/pF～(39.5±3.1) pA/pF］;但LPC可调控I _CaV3.2,且细胞内Ca ²⁺浓度高时的电流明显大于细胞内Ca ²⁺浓度低时的电流［当pCa=11时电流为(38.5±2.1) pA/pF;当pCa=7且LPC=10 μmol/L时电流为(68.8±2.1) pA/pF;当pCa=7且LPC=50 μmol/L时电流为(78.4±4.8) pA/pF］。结论：LPC在细胞内Ca ²⁺生理浓度条件下或更高浓度条件下主要通过调控Ca_V3.2上调I _Ca.T,并增加病理生理条件下心脏自律性。