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。     

川芎嗪对正常人体肠系膜血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的作用

目的：研究川芎嗪（（tetramethylpyrazine,TMP））对正常人体肠系膜血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道宏观电流（large-conductance Ca^2＋-activated potassium channels,BKCa）的作用,探讨TMP对BKCa的作用机制。方法：用急性酶分离法分离人体肠系膜动脉平滑肌细胞,采用全细胞穿孔膜片钳技术记录该细胞上的大电导钙激活钾通道宏观电流,并测试TMP对该电流的作用。结果：TMP在0.73、3.67mmol/L时可明显地可逆性地激活正常人体肠系膜血管平滑肌细胞上的BKCa,在0.73mmol/L浓度时,测试电压从-50～＋60mV时差异都有统计学意义,其中测试电压在-50mV时,电流密度从0.25±0.03pA/pF增加到0.34±0.039pA/pF（P〈0.01,n=12）,测试电压在＋60mV时,电流密度从8.37±1.75pA/pF增加到14.12±2.66pA/pF（P〈0.01,n=12）;TMP在3.67mmol/L时可明显地可逆性地激活正常人体肠系膜血管平滑肌细胞上的BKCa,测试电压从0～＋60mV时差异都有统计学意义,其中测试电压在0mV时,电流密度从1.25±0.23pA/pF增加到1.90±0.31pA/pF（P〈0.05,n=7）,测试电压在＋60mV时,电流密度从10.57±3.61pA/pF增加到20.32±4.68pA/pF（P〈0.05,n=7）。但TMP在8.07mmol/L时可明显地可逆性地抑制正常人体肠系膜血管平滑肌细胞上的BKCa,测试电压从-60～＋60mV时差异都有统计学意义,其中测试电压在-60mV时,电流密度从0.28±0.02pA/pF降低到0.15±0.04pA/pF（P〈0.01,n=6）,测试电压在＋60mV时,电流密度从10.49±0.44pA/pF降低到1.83±0.68pA/pF（P〈0.01,n=6）。结论：TMP在0.73、3.67mmol/L下,可激活正常人体肠系膜血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道,而在8.07mmol/L时可明显地可逆性地抑制正常人体肠系膜血管平滑肌细胞上的BKCa。在低浓度和较高浓度下TMP对正常人体肠系膜血管平滑肌细胞上的BKCa有不同效应的实验结果,为TMP应用于临床提供了实验依据     

糖尿病对血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的影响及其机制

血管平滑肌细胞上大电导钙激活钾通道(BK_(Ca))在血管舒缩和血压调节中发挥了重要作用。其激活导致细胞膜超极化,从而引起血管平滑肌舒张。但在糖尿病或高糖状态下,BK_(Ca)功能受损,其对血管紧张性的调节作用降低,这可能是糖尿病患者心脑血管疾病发生的重要机制。近年来,泛素蛋白酶途径、肾素-血管紧张素系统信号通路对BK_(Ca)尤其是β_1亚单位的影响越来越受关注。因此,BK_(Ca)尤其是β_1亚单位及其调节途径中涉及的关键分子,有望成为治疗糖尿病引起的心脑血管病变的重要靶点。     

小鼠结肠平滑肌大电导钙激活钾通道的剪切与表达

目的检测小鼠结肠平滑肌大电导钙激活钾通道(large conductance calcium activated potassium channels,BKCa)mRNA的全长结构,探明该基因在结肠平滑肌的剪切形式,并对BKCaα亚基在消化道各节段的表达进行半定量比较。方法采用RT-PCR和Western blotting方法检测消化道各段平滑肌BKCa基因和蛋白的表达,用RT-PCR的方法分段检测小鼠结肠平滑肌上BKCa基因各个剪切位点的剪切形式。结果在小鼠无论在mRNA还是在蛋白水平,胃和结肠平滑肌BKCa的表达均比十二指肠、回肠部位丰富。结肠平滑肌上BKCaα亚基mRNA缺失第19号外显子即应激调控外显子(stress-regulated exon,STREX),在其他位点未检测到外显子剪切。结论在小鼠消化道各节段,结肠平滑肌上BKCa的含量比较高,其α亚基未表达第19号外显子序列,其表型为缺失应激调控外显子型,即ZERO型。     

大电导钙激活钾通道及其与高血压的关系

大电导钙激活钾通道广泛分布于人体组织,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,并与高血压有着不容忽视的联系,但其联系机制迄今尚有争议。而一些药物能促进该通道的开放,于是对临床工作具有相当的指导意义。本文就近年来关于该通道的结构特征,动力学特征,与高血压的联系及其通道开放剂等方面的研究进展简要综述。     

动脉粥样硬化兔血管平滑肌大电导钙激活钾通道的活性及其对硝酸甘油反应的探讨

目的研究动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)时血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecell,VSMC)大电导钙激活钾通道(Largeconductanceofcalcium-activatedpotassiumchannel,BKca)的活性变化及对硝酸甘油(nitroglycerin,NTG)的反应。方法3月龄新西兰兔随机分为实验组(AS组)和对照组(正常组),每组各10只。AS组喂高脂饲料以建立AS模型,对照组喂普通饲料,两组均喂8周。采用单通道膜片钳技术测定VSMC的Bkca的电流及其对NTG的反应。结果随着电压和Ca2+浓度的增加,AS组和对照组的通道开放概率(Po)逐渐增大。AS组的Po较对照组明显增大,P<0.001。在Ca2+浓度为10-6M下,AS组和对照组的Po增加(68.8620±34.4447)倍和(126.4170±70.6090)倍,P<0.05。NTG可以显著增加通道的Po,且具有浓度依赖性。在NTG液浓度为10-4M下,AS组和对照组的Po增加(54.7620±23.7193)倍和(108.5950±60.2223)倍,P<0.05。结论AS组VSMC的BKca活性增强。AS组VSMC的BKca的Ca2+敏感性降低。NTG可激活VSMC的BKca。AS组VSMC的BKca对NTG的反应性下降。     

大电导钙敏感钾通道在人足月妊娠子宫平滑肌组织中的表达

目的了解大电导钙敏感钾通道（large-conductance calcium-sensitive potassium channel,BKCa）蛋白在人足月妊娠未临产及临产子宫下段平滑肌组织中的表达情况,探讨BKCa在分娩启动中的作用。方法采用Western blot分别测定人足月妊娠未临产及临产子宫下段平滑肌组织中BKCa蛋白α亚单位的表达。结果人足月妊娠未临产子宫下段平滑肌组织中BKCa蛋白α亚单位的相对表达量为1.18＋0.20 （n=9）,足月妊娠临产子宫下段平滑肌组织中BKCa蛋白α亚单位的相对表达量为0.60＋0.08（n=11）,二者统计学差异显著（P=0.009）。结论人足月妊娠未临产子宫下段平滑肌组织BKCa 蛋白的表达高于临产子宫下段平滑肌组织,提示BKCa在宫缩发动中具有一定作用。     

大电导钙激活钾通道β1亚基与子痫前期的相关性研究

目的:探讨胎盘组织和子宫平滑肌组织中大电导钙激活钾通道β1亚基(KCNMβ1)的表达,及其与子痫前期发病的关系。方法:轻、重度子痫前期组(研究组)和正常孕妇组(对照组)孕妇的胎盘组织及子宫平滑肌组织中KCNMβl mRNA的表达通过荧光定量PCR技术检测。采用ELISA法检测三组孕妇血清KCNMβl浓度变化水平。结果:各研究组中孕妇血清的KCNMβl水平、胎盘组织及子宫平滑肌中KCNMβl mRNA表达水平均明显低于对照组,差异均有统计学意义(P0.05);而轻、重度子痫前期组比较差异均无统计学意义(P0.05)。结论:孕妇血清中KCNMβl表达降低,胎盘组织和子宫平滑肌中KCNMβl mRNA的表达降低与子痫前期的发病密切相关,可能参与了子痫前期的病理生理过程。     

大电导钙激活钾通道β1亚基与子痫前期的相关性研究

目的:探讨胎盘组织和子宫平滑肌组织中大电导钙激活钾通道β1亚基(KCNMβ1)的表达,及其与子痫前期发病的关系。方法:轻、重度子痫前期组(研究组)和正常孕妇组(对照组)孕妇的胎盘组织及子宫平滑肌组织中KCNMβl mRNA的表达通过荧光定量PCR技术检测。采用ELISA法检测三组孕妇血清KCNMβl浓度变化水平。结果:各研究组中孕妇血清的KCNMβl水平、胎盘组织及子宫平滑肌中KCNMβl mRNA表达水平均明显低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);而轻、重度子痫前期组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:孕妇血清中KCNMβl表达降低,胎盘组织和子宫平滑肌中KCNMβl mRNA的表达降低与子痫前期的发病密切相关,可能参与了子痫前期的病理生理过程。     

小鼠脑动脉平滑肌钙激活钾通道基本特性和动力学调控研究

目的采用膜片钳技术记录小鼠脑动脉平滑肌细胞上的大电导钙激活钾通道(BKCa)和自发瞬时外向电流(STOCs),研究了其基本特性以及钙离子对通道动力学的调控。方法采用两步法急性酶分离小鼠脑动脉,得到单个平滑肌细胞。使用200μg/mL两性霉素B为穿孔剂进行穿孔全细胞膜片钳实验,包括全细胞宏观电流记录和STOCs记录,采用inside-out和outside-out构型进行单通道电流记录。结果 BKCa宏观电流和STOCs能够被BKCa的特异性阻断剂IbTX(200nmol)阻断。BKCa单通道具有明显电压依赖性(半数最大激活电压V1/2=78.09mV)、K+选择性和钙敏感性(Ca2+解离常数Kd=0.881μmol),能够被胞外IbTX阻断。胞内Ca2+调控通道动力学特性主要表现为减少了开放时间常数,促进了通道由关闭向开放的转变。结论 BKCa宏观电流和STOCs非常容易记录,单通道活性好,具有BKCa的电生理学特性。小鼠脑动脉平滑肌是研究BKCa功能活动和血管活性药物作用机制的良好实验标本。     

腺苷对原代培养的大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道的作用

目的在离子通道水平研究腺苷对原代培养的大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道(BKCa)的作用。方法采用新生24h的乳鼠,取出海马,清除表面血管,以胰酶消化和巴氏管吹打的方法制备海马神经元,细胞培养6～8d后,MAPⅡ染色鉴别神经元表面标志;采用全细胞膜片钳技术,对细胞进行封接、破膜并记录BKCa通道电流,以细胞旁方式给药观察不同浓度腺苷对BKCa通道的作用。结果原代培养的海马神经元上可以成功记录到BKCa电流,其为一组幅值较大,可以快速激活且几乎不失活的外向电流;腺苷(1～100μmol/L)可以增大BKCa电流,浓度越高,增长幅度越大;100μmol/L腺苷对BKCa电流的影响具有电压依赖性,同时它还可以使BKCa电流的激活曲线负向漂移。结论腺苷可以增大海马神经元BKCa电流幅值,这可能是腺苷作为内源性抗癫痫物质发挥抗癫痫作用的机制之一。     

雌激素对人肠系膜平滑肌细胞钙激活钾通道的作用

目的 研究雌激素对人肠系膜平滑肌细胞钙激活钾通道电流的影响.方法 用急性酶分离法分离人肠系膜平滑肌细胞,采用单通道膜片钳技术记录该细胞上的钙激活钾通道电流.结果 雌激素浓度依赖性的不可逆性的激活人肠系膜平滑肌细胞钙激活钾通道.在细胞贴附式膜片(cell-attached patch)下,膜电位为 50 mV时,10、70、150、200、300 μL/mL的雌激素,可使通道开放概率从0.0214±0.0112分别增加到0.0385±0.0146(n=8,P＜0.05)、0.0425±0.0251(n=8,P＜0.01)、0.0614±0.0152(n=8,P＜0.01)、0.1263±0.0346(n=8,P＜0.01)、0.2636±0.1046(n=8,P＜0.01).在内面向外式膜片(inside-out patch)下,膜电位为 50 mV时,10、70、150、200、300 μL/mL的雌激素,可使通道开放概率从0.0342±0.01024分别增加到0.0454±0.0231(n=8,P＜0.01)、0.0617±0.0137(n=8,P＜0.01)、0.0980±0.0202(n=8,P＜0.01)、0.1203±0.0153(n=8,P＜0.01)、0.3149±0.0851(n=8,P＜0.01).随着雌激素浓度的增加,通道活动逐步被激活,这种作用冲洗后不可逆.结论 雌激素对人肠系膜平滑肌细胞钙激活钾通道电流有一定激活作用,提示雌激素对人肠系膜阻力血管有一定的舒张作用.     

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。     

Mg^2＋对猪冠冠脉平滑肌细胞钙激活钾通道的激活作用的初步研究

研究Ｍｇ＾２＋对猪冠脉肌细胞钙激钾通道的作用，以揭示Ｍｇ＾２＋扩血管作用的电生理机制。方法：应用膜片钳制技术ｉｎｓｉｄ－ｏｕｔ方式记录冠脉平滑肌上的单通道活动，经ＰＣＬＡＭＰ软件进行微机采用储存数据和数据的分析处理。结论：Ｍｇ＾２＋对钙激活钾驼的激活作用可能为Ｍｇ＾２＋调节心血管活动的重要机制之一。     

一种有效记录人肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道电流的穿孔全细胞膜片钳方法

目的：探讨一种有效记录人肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道电流的穿孔全细胞膜片钳方法,使细胞内环境保持稳定,改善常规全细胞膜片钳破膜所造成的封接不稳定。方法：以人肠系膜动脉平滑肌细胞为研究对象,采用穿孔全细胞膜片钳技术,记录人肠系膜动脉平滑肌细胞上大电导钙激活钾通道（big-conductance Ca2＋-activated potassium channels,BKCa）宏观电流以及自发性瞬时外向电流（spontaneous transient outward currents,STOCs）。结果：采用这种穿孔全细胞膜片钳技术,能有效记录到人肠系膜动脉平滑肌细胞上BKCa和STOCs。结论：穿孔膜片钳技术是一种简便而有效的记录全细胞电流的实验方法,该方法的建立为今后更深入的研究提供实验基础。     

腺苷三磷酸对冠状动脉平滑肌细胞大电导钙离子激活钾通道的作用

冠状动脉平滑肌细胞膜上存在许多大电导钙离子激活钾通道(BK通道),该通道具有电压依赖性和钙敏感性。研究发现,腺苷三磷酸可通过激活非选择性阳离子门控通道P2X受体使细胞外钙离子内流增加,也可以通过G蛋白偶联受体P2Y使细胞内三磷酸肌醇敏感钙库释放钙离子,升高细胞内钙浓度,从而激活BK通道,起到扩张冠状动脉的作用。     

钙激活钾通道α单位的研究现况

大电导钙激活钾通道(BKca)是血管紧张性的决定因素,在平滑肌细胞张力的维持和调节中起着重要的作用。而BKcaα亚单位是Bkca的基本功能单位,本综述着重α亚单位的结构、功能和作用机制。     

一种有效记录人心房肌细胞小电导钙激活钾通道电流的方法

目的：探讨一种有效的记录人心房肌细胞小电导钙激活钾通道（small conductance Ca2＋-activated K＋channels,SK）电流的全细胞膜片钳方法。方法：以人心房肌细胞为研究对象,采用传统全细胞膜片钳技术,记录人心房肌细胞的小电导钙激活钾通道的宏观电流。传统全细胞模式形成后,分别记录在浴液中加入apamin（100 nM）前后的电流,两者相减就得到了apamin敏感的SK2的电流。结果：采用传统全细胞膜片钳技术,能有效记录人心房肌细胞上apamin敏感的宏观电流。该电流是内向整流,去极化激活时,无明显失活现象,无尾电流出现,这些都符合SK2电流特性。结论：本实验提供了一种简单、有效的记录人心房肌细胞SK2宏观电流的方法,为今后深入的研究提供了实验基础。     

妊娠期高血压疾病孕妇胎盘小动脉平滑肌大电导钙激活钾通道表达水平的定量测定

目的：观察妊娠期高血压疾病（HDCP）孕妇胎盘小动脉中大电导钙激活钾通道（BKCa）的蛋白表达,探讨BKCa在该疾病发生机制中的作用。方法取 HDCP孕妇（HDCP组,＝15）与健康孕妇（NT组,n＝15）胎盘小动脉平滑肌,用蛋白免疫印迹法（Western blot）检测BKCa通道α亚基及β1亚基的蛋白水平。结果胎盘小动脉平滑肌检测显示,BKCa通道α亚基在NT组的蛋白相对表达量为1．0282±0．1806,HDCP组为1．0012±0．1698,差异无统计学意义（P＞0．05）;β1亚基在NT组的蛋白相对表达量为1．6168±0．0126,HDCP组为0．4181±0．0808,差异有统计学意义（P＜0．05）。结论 HDCP胎盘小动脉平滑肌BKCa通道α亚基蛋白表达无明显变化,β1亚基蛋白表达均明显下调。由此推测大电导钙激活钾通道可能参与了 HDCP的发生、发展,β1亚基的异常表达可能是导致HDCP血管舒缩功能障碍的一个重要基础。