E3泛素连接酶对糖尿病冠状动脉大电导钙激活钾通道的调控及机制探讨

糖尿病时冠状动脉平滑肌细胞上大电导钙激活钾通道(BK通道)功能异常,其表达下降受泛素-蛋白酶体系统的调控。F-box蛋白(FBXO)和肌肉特异性环指蛋白1(MuRF1)是参与调节BK-β1亚基蛋白泛素化的两种E3连接酶。FBXO和MuRF1蛋白表达增加,导致BK-β1亚基蛋白泛素化降解增加,表达减少,这可能是糖尿病时冠状动脉血管功能受损的机制之一。     

高血压大鼠冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的变化

目的研究在高血压背景下大电导钙激活钾(BK)通道的功能改变及其机制。方法用酶解消化方法分离12～16周龄自发性高血压大鼠(SHR)和WKY大鼠冠状动脉平滑肌细胞(CASMCS),采用膜片钳全细胞模式记录SHR和WKY大鼠CASMCSBK电流,SHR和WKY大鼠BKα亚基和β1亚基mRNA水平用实时定量取聚合酶链式反应和凝胶电泳测定,蛋白水平表达用免疫组化的方法测定。结果 SHR大鼠CASMCS(n=6)BK电流密度比WKY(n=7)高2.03±0.62(P0.01);在mRNA水平,BKβ1亚基表达SHR组明显高于WKY组5.534±1.03倍(n=4,P0.05),BKα亚基表达则无明显差异(1.266±0.12,n=4,P0.05);BKβ1亚基和α亚基的表达SHR大鼠高于WKY大鼠。结论 SHR大鼠CASMCSBK电流密度比WKY大鼠增大,在mRNA和蛋白水平上BKβ1亚基表达也比WKY大鼠增强,这种变化可能是机体在高血压时自我调节的结果 。     

姜黄素调控糖尿病小鼠主动脉平滑肌大电导钙激活钾通道β1亚基蛋白表达的研究

目的:探讨姜黄素对糖尿病小鼠主动脉平滑肌大电导钙激活钾通道β1亚基(BK-β1)蛋白表达的影响及可能的机制。方法:以注射链脲霉素的方法制备糖尿病小鼠模型,将雄性C57/BL6J小鼠分为4组:对照组、姜黄素对照组、糖尿病组和姜黄素糖尿病组,每组15只。姜黄素对照组和姜黄素糖尿病组给予姜黄素100 mg/(kg·d)灌胃,对照组和糖尿病组给予5%的羧甲基纤维素钠灌胃。灌胃8周后,Western blot检测腹主动脉BK-β1、肌肉环指蛋白1(MuRF1)、核因子κB1(NF-κB1)/p50和NF-κB/Rel家族成员RelA/p65的表达水平;免疫组化检测腹主动脉BK-β1和MuRF1的表达水平;动脉血管舒张反应性实验检测腹主动脉对BK通道激动剂NS-1619的反应性。结果:与对照组相比,糖尿病组的BK-β1的表达显著降低,MuRF1、NF-κB1/p50和RelA/p65的表达显著增加,腹主动脉血管环对NS-1619的舒张反应性降低(P0.05);与糖尿病组相比,姜黄素糖尿病组的BK-β1的表达显著增加,MuRF1、NF-κB1/p50和RelA/p65的表达显著降低,腹主动脉对NS-1619的舒张反应性显著改善(P0.05)。结论:姜黄素通过抑制MuRF1上调糖尿病小鼠主动脉平滑肌BK-β1表达,改善腹主动脉对NS-1619的舒张反应性,其机制可能与其抑制NF-κB的表达有关。     

糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的影响

目的 探讨糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(BK通道)的影响变化,阐明糖尿病冠状动脉损伤的分子机制.方法 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,全细胞膜片钳实验技术和Western blot分别记录和测定正常和糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流和亚基的表达;采用荧光测定方法测定正常和糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞内钙离子浓度.结果 当刺激电压＞100 mV时,糖尿病冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流密度明显低于正常冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流密度(P＜0.05),在刺激电压为150 mV时,电流密度分别为(275±40)pA/pF(n=8)和(70±10)pA/pF(n=6);与正常组比较,糖尿病组BK通道α亚基蛋白表达差异无统计学意义(P＞0.05),但β1亚基蛋白表达较低(P＜0.05);正常组和糖尿病组冠状动脉平滑肌细胞内钙离于浓度分别为(92±7)nmol/L(n=5)和(151±18)nmol/L(n=6),差异有统计学意义(P＜0.05).结论 糖尿病冠状动脉平滑肌细胞BK通道β1亚基表达下调、BK通道电流密度下降及细胞内钙离子浓度升高可能是糖尿病冠状动脉功能损伤的重要原因.     

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。     

动脉粥样硬化小鼠主动脉平滑肌上瞬时受体电位通道-1-大电导钙离子激活钾通道信号复合体分子表达量的变化研究

目的:观察动脉粥样硬化(AS)小鼠主动脉平滑肌上瞬时受体电位通道-1-大电导钙离子激活钾通道(TRPC1-BK)信号复合体分子表达量的变化。方法:AS组采用载脂蛋白E基因缺陷(ApoE~(-/-))小鼠,对照组采用野生型C57BL/6J小鼠,每组10只,分别采用高脂饲料和普通饲料喂养10周,处死后分离主动脉血管平滑肌组织,提取总核糖核酸(RNA)及总蛋白。使用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)、蛋白免疫印迹(Western blot)及免疫组化染色等方法检测并比较两组TRPC1、大电导钙离子激活钾通道α亚单位(BKα)及大电导钙离子激活钾通道β_1亚单位(BKβ_1)亚基信使核糖核酸(mRNA)和蛋白表达量的差异。结果:AS组AS模型建立成功。RT-PCR检测结果:与对照组比,AS组TRPC1的mRNA表达量增多(P0.05),BKα和BKβ_1亚基的mRNA表达量减少(P均0.01)。Western blot法检测结果:与对照组比,AS组TRPC1蛋白表达量增多(P0.05),BKα和BKβ_1蛋白表达量减少(P均0.01)。免疫组化染色检测结果:TRPC1蛋白表达量增多(P0.01),BKα蛋白表达量减少(P0.01),BKβ_1蛋白表达量减少(P0.05)。结论:AS组小鼠主动脉平滑肌组织中TRPC1-BK信号复合体的mRNA和蛋白表达量均受影响。推测TRPC1-BK信号复合体有可能成为治疗AS相关性血管疾病的一个新靶点。     

高胆固醇血症时大电导钙激活钾离子通道的改变及其调控机制

大电导钙激活钾通道(BK通道)在血管平滑肌细胞上分布极为广泛,参与血管张力调节、神经兴奋、神经递质释放和缺血再灌注损伤等多种重要生理和病理活动。高胆固醇血症时BK通道的功能和表达会发生变化,可能与质膜双分子层性质改变、胆固醇-蛋白直接作用或细胞分子信号通路传导等密切相关。     

糖尿病小鼠主动脉平滑肌ROS/NF-κB信号通路对MuRF1介导的BK-β1降解的调控作用

目的 探讨糖尿病小鼠主动脉平滑肌活性氧簇（ROS）/核因子-κB（NF-κB）信号通路对肌肉环指蛋白（Muscle RING finger，MuRF）1介导大电导钙激活钾通道β1亚基（BK-β1）降解的调控机制。 方法 腹腔注射链脲霉素制备1型糖尿病小鼠模型，将雄性C57/BL6J小鼠分为6组（每组15只）:对照组，对照+N-乙酰半胱氨酸（NAC，ROS清除剂）组，对照+吡咯烷二硫代氨基甲酸盐（PDTC，NF-κB抑制剂）组，糖尿病组，糖尿病+NAC组，糖尿病+PDTC组。对照+NAC组和糖尿病+NAC组给予NAC 100 mg/（kg·d）腹腔注射治疗，对照+PDTC组和糖尿病+PDTC组给予PDTC 50 mg/（kg·d）腹腔注射治疗，对照组和糖尿病组给予同等体积的生理盐水腹腔注射。药物治疗12周后，Western blot检测胸主动脉BK-β1、MuRF1、RelA/p65的表达水平；动脉血管舒张反应性实验检测胸主动脉血管环对BK通道的激动剂NS-1619的反应性；酶消化法急性分离小鼠胸主动脉平滑肌细胞，全细胞膜片钳实验技术记录小鼠胸主动脉平滑肌细胞BK通道的电流。 结果 与对照组、对照+NAC组和对照+PDTC组相比，糖尿病组的BK-β1的表达显著降低（P<0.05），MuRF1和RelA/p65的表达显著增加（P<0.05），胸主动脉血管环对NS-1619的舒张反应性降低（P<0.05），当刺激电压>50 mV时，糖尿病组胸主动脉平滑肌细胞BK通道电流显著降低（P<0.05）；与糖尿病组相比，糖尿病+NAC组和糖尿病+PDTC组的BK-β1的表达显著增加（P<0.05），MuRF1和RelA/p65的表达显著降低（P<0.05），胸主动脉血管环对NS-1619的舒张反应性显著改善（P<0.05），当刺激电压>50 mV时，糖尿病+NAC组和糖尿病+PDTC组胸主动脉平滑肌细胞BK通道电流显著增加（P<0.05）。 结论 NAC和PDTC可抑制糖尿病小鼠胸主动脉平滑肌MuRF1介导的BK-β1降解，ROS/NF-κB信号通路可能是参与调控MuRF1介导的BK-β1降解。     

大电导钙激活钾通道调节血管平滑肌的研究进展

正大电导钙激活钾通道(large conductance calciumactivated potassium channels,BK通道)因其电导大、对Ca~(2+)敏感性高而与其他钙激活钾通道明显相区别。随着免疫组织化学、放射性配体结合实验技术的发展,发现BK通道在平滑肌细胞、内皮细胞、神经细胞等细胞膜上均有表达[1-5],特别是血管平滑肌中,BK通道大量存在,并在病理生理过程中起着至关重要的作用,     

糖尿病冠状动脉平滑肌细胞大电导钙离子激活钾通道开放概率及蛋白表达的变化

目的研究糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙离子激活钾通道(BK通道)开放概率(NP0)及蛋白表达的影响,探讨糖尿病冠状动脉损伤的分子机制。方法采用链脲霉素腹腔内注射建立糖尿病大鼠动物模型,成功建立20只糖尿病大鼠动物模型作为糖尿病组;对照组(n=20)相应注射生理盐水。酶消化法分离冠状动脉平滑肌细胞,单通道膜片钳实验技术记录大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流;采用Western blot实验方法测定大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道亚基的蛋白表达。结果在电极外液钙离子浓度为1μmol/L,刺激电位为0,20,40,60,80,100和120 mV条件下,糖尿病组冠状动脉平滑肌细胞BK通道NP0明显低于对照组(P<0.05)。如刺激电位为120 mV时,对照组和糖尿病组大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道NP0分别为1.210 5±0.048 1(n=5)和0.5217±0.1346(n=5);与对照组比较,糖尿病组BK通道α亚基蛋白表达无差异(P>0.05),但β1亚基蛋白表达下降了63%(P<0.05)。结论糖尿病冠状动脉平滑肌细胞BK通道β1亚基表达下调、BK通道NP0降低可能是糖尿病冠状动脉功能损伤的重要原因。     

大电导钙激活钾离子通道与糖尿病视网膜动脉病变

大电导钙激活钾离子通道，即BK。通道，最早于1981年在牛嗜铬细胞中发现，1991年其仪亚基从果蝇中克隆并表达出来，由于Ⅸ亚基位点上的突变与肌肉和神经元的钙激活钾电流相关，因此又称为dSlo通道，随后在哺乳动物、人和线虫上也克隆了出来。后续研究证明，BK。通道广泛分布于各种组织细胞中，犬及人平滑肌细胞中最多怛。     

β1亚基启动子区甲基化在高血压和增龄调控肠系膜动脉BKCa通道功能中的作用

目的探讨高血压和增龄对大鼠肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(BK_(Ca))β1亚基甲基化程度的影响。方法选用3、16月龄雄性正常血压大鼠(WKY)和自发性高血压大鼠(SHR),尾动脉无创测定血压,取各组大鼠肠系膜动脉进行实验。分别采用膜片钳全细胞模式记录BK_(Ca)通道电流、单通道检测BK_(Ca)通道门控特性;离体微血管张力测定BK_(Ca)通道在血管张力中的作用;蛋白免疫印迹观察BK_(Ca)通道α、β1亚基表达情况;亚硫酸氢盐测序PCR测定β1亚基启动子区甲基化程度。结果 3月龄时SHR的BK_(Ca)通道平均电流密度较同龄WKY显著增大; WKY、SHR的BK_(Ca)通道平均电流密度随增龄均显著降低。高血压时,他莫昔芬诱发的BK_(Ca)通道开放概率增加显著高于WKY;此外,BK_(Ca)通道在血管张力调节中的贡献率亦显著高于同龄WKY。BK_(Ca)通道β1亚基表达在高血压时发生显著上调,随增龄变化,β1亚基表达在正常血压和高血压中均发生下调。高血压降低了β1亚基启动子区甲基化程度,而增龄增加了其甲基化程度。结论高血压时,BK_(Ca)通道β1亚基启动子区发生去甲基化,β1亚基表达增多,BK_(Ca)通道功能增强;而在增龄过程中,β1亚基启动子区发生甲基化,其表达减少,BK_(Ca)通道功能减弱。     

大电导钙激活钾通道β1亚基与高血压

大电导钙激活钾通道（Bkca）广泛地分布于哺乳动物除心肌细胞的各种组织中,包括平滑肌、骨骼肌、神经元、肾脏和内分泌细胞,在平滑肌上尤为丰富。它在维持血管平滑肌细胞静息膜电位,调节平滑肌舒缩方面起着重要作用,并与高血压及降压药物疗效有着不容忽视的联系。平滑肌细胞的BKca通道由两个不同的膜亚基,即形成孔道的α亚基和调节性β1亚基组成。该文拟就β1亚基的分子结构、生理功能及其与高血压及降压药物疗效的关系进行综述。     

二十碳五烯酸对糖尿病大鼠冠状动脉的舒张作用及其机制

目的探讨不同浓度二十碳五烯酸(EPA)对糖尿病大鼠冠状动脉的舒张作用及其机制。方法 40只SD大鼠随机分为正常组和糖尿病组,分离冠状动脉。采用微血管张力测定技术评估不同浓度(0.1、1、3、10、30、100μmol/L)EPA对正常和糖尿病大鼠冠状动脉的舒张作用并观察孵育(100nmol/L)大电导钙激活钾通道(BK通道)特异性阻滞剂伊比蝎毒素(IBTX)后血管张力的变化;酶消化法分离正常和糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞并采用单通道膜片钳技术记录灌流不同浓度(0、10、30、100、300、1 000pmol/L)EPA时BK通道开放概率的变化;采用蛋白印迹技术测定正常和糖尿病大鼠冠状动脉BK通道亚单位蛋白表达。结果 EPA对正常组和糖尿病组大鼠冠状动脉舒张的比例随浓度升高而增加,孵育IBTX后舒张作用明显减弱;EPA对正常组和糖尿病组大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道的激活随浓度升高而增强,且与正常组比较,EPA对糖尿病组大鼠冠状动脉的舒张作用及BK通道的激活作用较弱。两组大鼠冠状动脉BK通道蛋白α亚单位表达无差异,但糖尿病大鼠冠状动脉BK通道蛋白β1亚单位表达明显低于正常组(0.424 7±0.036 2vs 0.892 3±0.053 5,n=6,P0.05)。结论 EPA对糖尿病冠状动脉具有舒张作用,其机制与激活BK通道有关,糖尿病时BK通道β1亚单位表达减少,EPA对BK通道的激活作用减弱。     

糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的影响

糖尿病冠状动脉功能障碍与大电导钙激活钾通道(BK通道)活性受损有关。在冠状动脉平滑肌细胞中,BK通道开放,钾离子外流导致细胞膜超极化,引起电压依赖的钙离子(Ca2+)通道关闭,Ca2+内流减少,血管扩张。糖尿病或高糖状态下,BK通道的性能改变。该文主要介绍BK通道的生物特性和糖尿病对冠状动脉平滑肌细胞上BK通道功能的影响及机制。     

BK通道及其β1亚单位在高血压发生发展中的作用

原发性高血压(hypertension,HT)已成为危害人们健康的心血管常见病、多发病,也是一系列心脑血管疾病(如中风、冠心病、糖尿病等)的主要危险因素[1].因此深入理解HT发生、发展中的分子机制,对于预防、治疗HT有重要意义.阻力动脉的血管张力持续增加是HT的基本病理生理机制,而血管平滑肌细胞离子通道的活动是血管张力调节的主要因素[2].近年研究发现,太电导钙激活K 通道(large conduction calcium-activated potassium channels,BK)是血管平滑肌分布最丰富、单通道电导最大(＞200 pS)的K 通道,在血管张力调节中可能起负反馈调节作用,它的功能或量的改变可能是高血压的发病机制之一.     

增龄通过下调平滑肌细胞BKCa通道α和β1亚基表达改变肠系膜动脉舒缩性

目的 探讨增龄对大鼠肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道 （BK_Ca） α和β₁亚基蛋白表达的影响。方法 选用不同年龄雄性Wistar大鼠,分为青年组（4～5月龄）、中年组（15～16月龄）和老年组（22～24月龄）。分别进行在体血压监测和离体去内皮血管张力测定,并采用蛋白免疫印迹分析观察肠系膜动脉平滑肌细胞BK_Ca通道α和β₁亚基的表达。结果 增龄导致大鼠收缩压和脉压显著增大。去甲肾上腺素诱发各组肠系膜动脉收缩,并呈浓度依赖性,增龄导致血管对去甲肾上腺素的敏感性（pD2）和最大收缩反应降低;BK_Ca通道选择性阻断剂Iberiotoxin诱发各组血管张力增高,但增高幅度青年组>中年组>老年组。蛋白免疫印迹分析显示α和β₁亚基均随增龄下降,但β₁亚基下降幅度显著大于α亚基。结论 增龄诱导大鼠肠系膜动脉BK_Ca通道在血管张力维持中的贡献下降,其分子机制可能为增龄诱发的α和β₁亚基表达非平行性下调（β₁亚基下调更为显著）。     

血管紧张素Ⅱ通过抑制人心房成纤维细胞BKCa通道诱导心房纤维化

目的 探讨在血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导心房纤维化的过程中,大电导钙激活钾通道(BKCa通道)的作用机制。方法 通过组织块贴壁法获取原代人心房成纤维细胞,使用免疫荧光染色进行鉴定。用浓度为500 nmol/L的AngⅡ处理人心房成纤维细胞24 h,实时荧光定量PCR与蛋白质印迹法用于检测处理前后纤维化标志基因α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、胶原蛋白Ⅰ(collagenⅠ)和胶原蛋白Ⅲ(collagenⅢ),以及BKCa通道的α与β亚基的mRNA和蛋白表达水平,全细胞膜片钳技术检测AngⅡ处理前后的BKCa通道的电流变化。结果 (1)人心房成纤维细胞经AngⅡ处理后,α-SMA、collagenⅠ和collagenⅢ的mRNA和蛋白表达水平升高;(2)经过AngⅡ处理后,BKCa通道α及β亚基mRNA和蛋白表达水平降低;(3)人心房成纤维细胞存在功能正常的BKCa通道,具有电压依赖性;(4)人心房成纤维细胞BKCa通道的宏观电流幅度在经AngⅡ处理后降低;(5)在人心房成纤维细胞上过表达BKCa通道α亚基后,纤维化标志物α-SMA、collagenⅠ和collagenⅢ的表达受到了明显...     

细胞膜超极化与脑血管调节

细胞膜超极化是血管,尤其是脑血管舒张调节的重要机制。文章就内皮细胞超极化因子及其作用机制作了介绍。在脑血管,ATP敏感钾通道(K_(ATP))和钙激活钾通道(K_(Ca))在脑血管调节方面起着重要作用。内源性诱导K_(ATP)和K_(Ca)激活超极化机制与内皮源性因子的作用是相互联系的。在脑缺氧、低血压等病理状态时,其血管舒张机制与钾通道的激活所引起的超极化有关。     

大电导钙离子激活钾通道与糖尿病冠状动脉病变

钙离子（Ca^2＋）激活钾通道根据电导大小和药理特性的差异可分为3类：即大电导ca^2＋激活钾通道（BK）、中电导Ca^2＋激活钾通道（IK）和小电导Ca^2＋激活钾通道（SK），其中BK通道因其对血管调节作用较大且分布广泛而备受关注^[1].BK通道广泛存在于兴奋和非兴奋细胞，在血管平滑肌细胞（VSMCs）膜上表达尤为丰富，不仅参与细胞膜电位的。