慢性低氧对大鼠肺组织电压门控钾通道表达的影响

目的:探讨慢性低氧对大鼠肺组织电压门控钾通道亚型Kv1.5、Kv2.1、Kv9.3表达的影响。方法:将12只Wistar大鼠随机分为对照组和慢性低氧组,每组6只。采用RT-PCR和Westernblot对大鼠肺组织匀浆中Kv1.5、Kv2.1、Kv9.3mRNA和Kv1.5蛋白质的表达进行观察。结果:慢性低氧组大鼠肺组织匀浆中Kv1.5、Kv2.1、Kv9.3mRNA和Kv1.5蛋白质表达明显低于对照组(P<0.01)。结论:慢性低氧可以从转录、翻译两个水平抑制大鼠肺组织中Kv1.5、Kv2.1Kv9.3的表达,Kv1.5、Kv2.1、Kv9.3表达的减少必将导致Kv数目的减少和电流的降低。Kv1.5、Kv2.1、Kv9.3可能是氧敏感钾通道亚型。     

低氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞中细胞因子信号转导负调控因子3基因表达的影响

目的：研究低氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMC）中细胞因子信号转导负调控因子3（SOCS3）基因表达的影响。方法： 低氧处理体外培养的大鼠肺动脉平滑肌细胞，采用半定量RT-PCR，免疫细胞化学法和Western blotting法检测常氧组，低氧2 h、6 h、10 h、16 h、24 h组SOCS3 mRNA和蛋白表达水平。结果：常氧培养肺动脉平滑肌细胞SOCS3 mRNA表达呈阴性，低氧培养2 h组肺动脉平滑肌细胞中SOCS3 mRNA表达升高，6 h组达高峰，10 h组开始下降，24 h检测不到其表达；免疫细胞化学定位分析示SOCS3蛋白仅于肺动脉平滑肌细胞胞浆内表达；Western blot定量分析示SOCS3蛋白与SOCS3 mRNA表达的改变基本一致。 结论： 低氧刺激肺动脉平滑肌细胞中SOCS3表达，提示SOCS3在低氧所致肺血管重建过程中可能发挥重要调节作用。     

BQ123对慢性缺氧大鼠肺动脉平滑肌细胞电压门控钾通道活性的影响

目的：探讨内皮素-1受体（ETA）拮抗剂BQ123对慢性缺氧大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs) 电压门控钾通道（KV）活性的影响。方法： 将12只Wistar大鼠随机分为对照组和慢性缺氧组，每组6只。用急性酶分离法（胶原酶+木瓜酶）获得单个PASMCs，用全细胞膜片钳记录方法，观察BQ123对2组大鼠PASMCs电压门控钾电流（IKV）的影响。结果：(1)在2组大鼠，ET-1（10-8 mol·L-1）对PASMCs IKV都可产生抑制作用，+50 mV时的抑制率分别是（60.21±5.32）%和 (71.04±6.58)%。(2)对照组大鼠，单独使用BQ123对PASMCs IKV无影响（P>0.05，n=5），在此基础上使用ET-1， ET-1对IKV的抑制作用依然存在。(3)慢性缺氧组大鼠，单独使用BQ123可增加PASMCs IKV，+50mV从（98.36±12.04）pA/pF至（105.76±12.13）pA/pF，但差异无显著（P>0.05，n=6），同时使用ET-1后发现BQ123可部分抵消ET-1对IKV的抑制作用，+50 mV从（28.49±6.69） pA/pF升至（74.19±9.74）pA/pF（P<0.01，n=6）。结论：常氧时，ET-1对IKV的抑制作用不是通过ETA介导的。但在缺氧条件下，ETA拮抗剂BQ123可部分拮抗ET-1对IKV的抑制作用，说明缺氧时ETA受体介导了ET-1对IKV抑制作用。     

cGMP对慢性低氧大鼠肺动脉平滑肌细胞膜电压门控钾通道的作用

目的:探讨cGMP对慢性低氧大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMC)膜电压门控钾通道(Kv通道)的作用, 为进一步阐明慢性低氧性肺动脉高压的发病机理提供理论依据。方法: Wistar大鼠, 随机分为对照组和慢性低氧组, 低氧组大鼠每天低氧(氧浓度10%±1%)8 h, 连续4周。单个大鼠PASMC的获得采用急性酶分离法(胶原酶Ⅰ型和木瓜蛋白酶)。采用全细胞膜片钳技术测定两组PASMC的静息膜电位(Em)和电压门控钾通道的钾离子电流(I_KV), 观察并比较cGMP (1 mmol/L) 以及cGMP和蛋白激酶G(PKG)抑制剂H-8 (1 mmol/L) 应用后两组PASMC I_KV的不同变化。结果:慢性低氧大鼠PASMC的静息膜电位和电压门控钾通道电流明显低于正常对照组。cGMP可抑制正常和慢性低氧大鼠PASMC +50 mV刺激时的峰值I_KV[正常组从(118.0±5.0)pA/pF下降到(89.9±16.5) pA/pF, n=6, P<0.05;慢性低氧组则从(81.0±5.0) pA/pF 下降到(56.8±9.1) pA/pF, n=6, P<0.05], 该抑制作用可被PKG的抑制剂H-8阻断[正常组(119.2±10.3) pA/pF vs (117.8±9.1)　pA/pF, n=6, P>0.05;慢性低氧组(96.8±6.2) pA/pF vs (98.0±2.2)　pA/pF, n=6, P>0.05]。结论:慢性低氧抑制肺动脉平滑肌细胞的电压门控钾通道。cGMP可能通过磷酸化作用而抑制正常和慢性低氧肺动脉平滑肌细胞的电压门控钾通道电流。     

慢性吸烟大鼠肺动脉平滑肌细胞钾通道Kv1.5、BKCa表达的变化

目的：观察吸烟对大鼠肺动脉平滑肌大电导的钙激活的钾通道（BK_Ca）和电压依赖性延迟整流钾通道Kv1.5蛋白和mRNA表达的影响，以阐明吸烟引起的肺血管反应性改变中钾通道表达的变化。方法：复制大鼠的慢性吸烟模型，采用HE染色、免疫组织化学染色、原位杂交等方法。结果：（1）慢性吸烟可降低大鼠肺动脉平滑肌 BK_Ca 蛋白和mRNA表达；（2）慢性吸烟可降低大鼠肺动脉平滑肌Kv1.5蛋白和mRNA表达；（3）大动脉 BK_Ca的降低程度大于Kv1.5，小动脉 BK_Ca和Kv1.5的降低程度无明显差异。结论：慢性吸烟可下调大鼠肺动脉平滑肌钾通道 BK_Ca和Kv1.5的表达水平，是导致肺血管反应性增高的机制之一。     

Kv1.2、Kv1.5、Kv2.1钾通道在缺氧性肺血管收缩中的作用

目的和方法:雄性Wistar大鼠随机分为两组:常氧对照组和低氧组。用酶消化的方法获得单个大鼠肺内动脉平滑肌细胞(PASMC)。采用全细胞膜片钳技术,记录PASMC静息膜电位(Em)和电压门控性钾通道电流(IKv),通过细胞内灌流Kv1.2/Kv1.5/Kv2.1抗体混合液(1∶125),探讨Kv1.2、Kv1.5、Kv2.1钾通道在缺氧性肺血管收缩(HPV)中的作用。结果:①低氧组膜电位明显去极化,由(-51.8±0.8) mV 去极到(-47.2± 0.7) mV,P<0.01,IKv与常氧组相比显著降低,在测试电压-30 mV时, IKv由(6.16±0.58) pA/pF 降为 (3.31±0.37) pA/pF (P<0.01)。②细胞内灌流Kv1.2/Kv1.5/Kv2.1抗体混合液可显著抑制常氧对照组PASMC 的IKv,使Em去极化,然而细胞内灌流Kir2.1/Kir2.3/Kir4.1(1∶125)抗体混合液对常氧对照组PASMC 的IKv和Em无显著影响。③细胞内灌流Kv1.2/Kv1.5/Kv2.1抗体混合液和Kir2.1/Kir2.3/Kir4.1抗体混合液对低氧组PASMC的IKv和Em均无显著影响。结论:Kv1.2、Kv1.5、Kv2.1可能是氧敏感型通道,并介导了低氧性肺血管收缩。     

Kv1.5对大鼠低氧高二氧化碳性PASMCs增殖、凋亡的影响及与MAPK通路的关系

 目的：探讨电压依赖性钾离子通道Kv1.5对大鼠低氧高二氧化碳性肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）增殖、凋亡的影响及其与丝裂原激活蛋白激酶（MAPK）信号通路的关系。方法：体外培养大鼠PASMCs,复制低氧高二氧化碳模型,随机分组如下：常氧组（N组）;低氧高二氧化碳组（HH组）;低氧高二氧化碳+溶剂DMSO对照组（HD组）;低氧高二氧化碳+ERK1/2通路抑制剂U0126组（HU组）;低氧高二氧化碳+p38 MAPK通路抑制剂SB203580组（HS组）;低氧高二氧化碳+MAPK通路激动剂茴香霉素（anisomycin）组（HA组）。采用CCK-8法检测细胞活性,蛋白免疫印迹法检测Kv1.5、增殖细胞核抗原（PCNA）及Bax蛋白的表达水平。结果：与N组相比,HH组和HD组细胞活性增加（P<0.01）,PCNA蛋白表达上调,Kv1.5及Bax蛋白表达均明显降低（P<0.01）,HH组和HD组间各指标变化均无显著差异（均P>0.05）;较之HD组,HU组、HS组及HA组细胞活性降低（P<0.05或P<0.01）,PCNA蛋白表达下调,Kv1.5及Bax蛋白表达均明显增加,差异均显著（P<0.01）,其中以HA组各指标变化最明显。结论：钾离子通道Kv1.5对低氧高二氧化碳性大鼠PASMCs增殖、凋亡的调节可能与MAPK通路的激活有关。     

缺氧对肺动脉平滑肌细胞钾通道Kv1.2、Kv1.6基因表达的影响

目的:研究不同缺氧时间对大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMC)不同亚型钾通道(Kv)mRNA和蛋白质表达的影响。方法:采用半定量RT-PCR和Western-blot方法对常氧和不同缺氧时间后PASMC上Kv1.2、Kv1.6mRNA和蛋白质的表达进行测定。结果:(1)PASMC在常氧和缺氧时均有Kv1.2、Kv1.6mRNA和蛋白质表达;(2)缺氧18h使Kv1.2mRNA和蛋白质表达增强,缺氧48h则使其表达减弱且低于常氧时的表达;(3)缺氧18h、48h对Kv1.6的mRNA和蛋白质表达无影响。结论:Kv1.6不是氧敏感的钾通道;作为氧感受器的Kv1.2,其mRNA和蛋白质表达随缺氧时间而改变。     

低氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞血红素加氧酶-1 mRNA 表达及细胞增殖的影响

探讨血红素加氧酶－1（HO－1）mRNA在低氧大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMC0的表达及HO－1／一氧化碳（HO－1／CO）体系对PASMC增殖的影响。应用荧光定量RT－PCR法测定HO－1mRNA表达。用双波长法检测碳氧血红蛋白（HbCO)吸光值。应用免疫细胞化学方法检测细胞增殖核抗原（PCNA）及核转录因子－κB（NF-κB）的表达。发现HO－1 mRNA在常氧大鼠PASMC有低水平的表达，低氧12h HO-1mRNA水平是常氧时的1．5倍，且HbCO产量随之显著增高（P＜0．01）；低氧24h HO-1 mRNA表达呈回落趋势，HbCO产量亦有所减少，但两者仍高于常氧水平。低氧12h及24h PASMC PCNA核阳性反应颗粒表达较常氧时增强（P＜0．01，P＜0．001），使用HO抑制剂ZnPP-9，其PCNA该阳性反应颗粒表达较单纯低氧时增加更多（P＜0．001，P＜0．01）。低氧组核NF－κB阳性染色较常氧组增强（P＜0．001），使用ZnPP-9，其表达则比低氧时更多（P＜0．01）。低氧通过诱导大鼠PASMC的HO－1 mRNA基因表达，上调HO／CO体系活性，使内源性CO含量增高，抑制PASMC增殖；NF－κB参与了PASMC增殖的调控机制。     

血栓烷A_2类似物对大鼠肺动脉血管平滑肌细胞钾离子通道表达的影响

目的:观察血栓烷A2(TXA2)类似物U46619对实验大鼠肺动脉血管平滑肌细胞(PASMCs)K+通道Kv1.2、Kv1.5、Kv2.1蛋白质和mRNA表达的影响。方法:采用酶法分离、培养Wistar大鼠PASMCs,通过Western-blot和RT-PCR方法分别从蛋白质水平和mRNA水平分析U46619对Kv1.2、Kv1.5、Kv2.1表达的抑制作用。结果:100nmol/LU46619对Kv1.2表达有明显抑制作用。结论:TXA2类似物U46619可能通过抑制Kv1.2表达而参与大鼠肺动脉血管的收缩。     

慢性阻塞性肺疾病合并慢性缺氧患者肺动脉平滑肌细胞电压门控钾通道亚型基因表达的变化

目的：探讨人肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）的几种Kv通道亚型：Kv1.2、 Kv1.3、Kv1.5、Kv2.1、Kv3.1等，在COPD合并慢性缺氧时基因表达的变化。旨在探索预防人类肺源性心脏病的发生和找到新的防治方法提供试验依据。 方法： 从手术室切取人正常肺组织、单纯COPD患者和COPD合并慢性缺氧患者肺组织，将标本分为：①正常对照的PASMCs、单纯COPD和COPD合并慢性缺氧患者的PASMCs；②正常对照的PASMCs和经过慢性缺氧培养的PASMCs。利用半定量RT-PCR技术，分析Kv1.2、Kv1.3、Kv1.5、Kv2.1、Kv3.1等的基因表达。 结果： ①Kv1.2、Kv1.3、Kv1.5、Kv2.1、Kv3.1等基因在正常PASMCs和单纯COPD患者PASMCs中均有表达，而且两者无显著差异；②Kv1.2、Kv1.5、Kv2.1在患者在体慢性缺氧和离体慢性缺氧时的表达均明显降低（P<0.05）；Kv1.3在患者在体慢性缺氧时表达明显降低（P<0.05），而离体慢性缺氧时无显著变化（P>0.05）；Kv3.1在患者在体慢性缺氧和离体慢性缺氧时的表达均无显著变化（P>0.05）；③Kv1.2、Kv1.5、Kv2.1、Kv3.1等基因在单纯COPD时表达显著上调（P<0.05）。 结论： 在慢性缺氧情况下，Kv1.2、Kv1.3、Kv1.5、Kv2.1 4种亚型基因表达明显下降，提示可能在促进人肺动脉高压的形成和发展中起重要作用。而慢性缺氧对Kv3.1基因表达无显著影响，提示它们可能对缺氧不敏感，在人肺动脉高压发生中处于次要地位。至于在单纯COPD时几种亚型的表达上调，原因不清楚，需进一步研究证实。     

慢性缺氧对大鼠肺内动脉平滑肌细胞Kv1.3、Kv2.1、Kv3.1钾通道基因在急性缺氧时表达的影响

目的与方法:用半定量RT-PCR方法,研究慢性连代缺氧对大鼠肺内动脉平滑肌细胞(PASMC)Kv13、Kv21、Kv31钾通道基因在急性缺氧时表达变化的影响。结果:①正常及慢性缺氧鼠PASMC中均有Kv13、Kv21、Kv31基因表达;②急性缺氧可使PASMC中Kv21、Kv31mRNA表达明显上调,其mRNA分别由0.646±0.092、0.782±0.104升高到1.059±0.134、0.985±0.116(P<0.01);③慢性缺氧后复氧12h再急性缺氧6h,PASMCKv21mRNA、Kv31mRNA水平均降低,其中Kv21mRNA由1.008±0.117下降到0.649±0.097,差异有极显著意义(P<0.01)。结论:Kv21、Kv31基因可能是缺氧反应基因,慢性缺氧可改变PASMC的Kv21、Kv31钾通道基因对急性缺氧的反应,使其由表达上调转变为下调,可能因而降低此钾通道在HPV中的作用。     

Subacute hypoxia decreases voltage-activated potassium channel expression and function in pulmonary artery myocytes

Chronic hypoxia results in both structural changes in the pulmonary artery and a sustained increase in pulmonary vascular tone. This study investigated the effects of subacute moderate hypoxia on expression and function of potassium (K+) channels in rat pulmonary artery myocytes (PASMCs). The rats were kept at 0.67 atmospheres for 6, 12, or 24 h. We found that the expression of mRNA for voltage-activated K+ channels (Kv)1.2, Kv1.5, and Kv2.1 is reduced after less than 24 h of this moderate hypoxia. K+ current (Ik) is significantly inhibited in PASMCs from rats hypoxic for 24 h, resting membrane potential is depolarized and cytosolic [Ca2+] is increased in these cells. In addition, antibodies to Kv1.2, Kv1.5, and Kv2.1 inhibit Ik, cause membrane depolarization and attenuate both hypoxia- and 4-AP-induced elevation in [Ca2+]i in PASMCs from normoxic rats but not from 24 h hypoxic rats. Subacute hypoxia does not completely remove the mRNA for Kv1.2, Kv1.5, and Kv2.1, but antibodies against these channels no longer alter Ik or cytosolic calcium, suggesting that subacute hypoxia may inactivate the channels as well as reduce expression. As the expression of mRNA for Kv1.2, Kv1.5, and Kv2.1 is sensitive to subacute hypoxia and decreased expression/function of these channels has physiologic effects on membrane potential and cytosolic calcium, it seems likely that these Kv channels may also be involved in the mechanism of high-altitude pulmonary edema and possibly in the signaling of chronic hypoxic pulmonary hypertension.     

Hypoxia suppresses Kv 2.1 channel expression through endogenous 15-hydroxyeicosatetraenoic acid in rat pulmonary artery

We have previously reported that hypoxia activates lung 15-lipoxygenase (15-LOX), which catalyzes arachidonic acid to produce 15-HETE, leading to constriction of neonatal rabbit pulmonary arteries. Hypoxia suppresses Kv2.1 channel expression. Although the Kv channel inhibition by hypoxia is likely to be mediated through 15-HETE, direct evidence is still lacking. To explore whether 15-LOX/15-HETE pathway contributes to the hypoxia-induced down-regulation of Kv2.1 channel, we performed studies using 15-LOX blockers, semi-quantitative PCR and western blot analysis. We found that Kv2.1 channel expression at the mRNA and protein levels was greatly up-regulated in pulmonary arterial smooth muscle cells (PASMCs) and pulmonary artery (PA) after blockade of endogenous 15-HETE under hypoxic condition. 15-HETE further decreased Kv2.1 channel expression in comparison with 12-HETE and 5-HETE in cultured PASMCs and PA under normoxic conditions. These data indicate that hypoxia suppresses Kv2.1 channel expression through endogenous 15-HETE in PA.     

Diazoxide对缺氧大鼠肺动脉平滑肌细胞内氧自由基的变化及细胞增殖的作用

目的： 研究线粒体膜上ATP敏感钾通道（MitoK_ATP）开放剂diazoxide和线粒体膜电位（ΔΨm）在缺氧导致的大鼠肺动脉平滑肌细胞内氧自由基的变化及细胞增殖/凋亡失衡中的作用，探索缺氧性肺动脉重建和肺动脉高压形成的发生机制。方法： 取大鼠正常肺组织，分离出肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）进行常氧或慢性缺氧培养。将样本分为6组：① 正常对照组；② 线粒体膜上ATP敏感钾通道（MitoK_ATP）开放剂diazoxide组；③ MitoK_ATP 阻断剂5-HD组；④ 慢性缺氧(CH)组；⑤ CH+diazoxide组；⑥ CH+5-HD组。利用激光共焦显微镜（Leica SP-1 USA）成像检测线粒体膜电位，荧光染色检测细胞内氧自由基含量，流式细胞仪检测细胞周期和MTT法检测细胞增殖情况。结果： ① Diazoxide作用24 h后，R-123荧光强度明显强于正常对照组，线粒体膜电位去极化，细胞内氧自由基含量明显高于正常对照组，细胞增殖明显多于正常对照组、凋亡少于正常对照组，P<0.05；而5-HD作用24 h后，上述指标与正常对照组相比较，均无显著差异,P>0.05；②慢性缺氧24 h，结果与diazoxide组相似，R-123荧光强度明显强于正常对照组，线粒体膜电位去极化，细胞内氧自由基含量明显高于正常对照组，细胞增殖明显多于正常对照组、凋亡少于正常对照组，P<0.05；CH+diazoxide组，R-123荧光强度和线粒体膜电位去极化明显强于缺氧组，细胞内氧自由基含量明显高于缺氧组，细胞增殖明显多于缺氧组、凋亡少于缺氧组，P<0.05；CH+5-HD组，R-123荧光强度和线粒体膜电位去极化明显弱于缺氧组，细胞内氧自由基含量明显低于缺氧组，细胞增殖明显少于缺氧组、凋亡多于缺氧组，P<0.05;R-123荧光强度、MTT的A值与细胞内氧自由基含量均呈显著正相关；凋亡细胞百分比与细胞内氧自由基含量呈显著负相关。结论： 本实验结果显示，diazoxide能够通过开放线粒体膜上ATP敏感的钾通道，引起ΔΨm去极化，ΔΨm的变化影响细胞内氧自由基的含量，氧自由基可能作为信号分子通过影响肺动脉平滑肌细胞的增殖/凋亡的平衡，参与了缺氧性肺动脉重建和肺动脉高压的发生和发展过程。     

Remodelling of human atrial K<Superscript>+</Superscript> currents but not ion channel expression by chronic β-blockade

Chronic β-adrenoceptor antagonist (β-blocker) treatment in patients is associated with a potentially anti-arrhythmic prolongation of the atrial action potential duration (APD), which may involve remodelling of repolarising K⁺ currents. The aim of this study was to investigate the effects of chronic β-blockade on transient outward, sustained and inward rectifier K⁺ currents (I_TO, I_KSUS and I_K1) in human atrial myocytes and on the expression of underlying ion channel subunits. Ion currents were recorded from human right atrial isolated myocytes using the whole-cell-patch clamp technique. Tissue mRNA and protein levels were measured using real time RT-PCR and Western blotting. Chronic β-blockade was associated with a 41% reduction in I_TO density: 9.3 ± 0.8 (30 myocytes, 15 patients) vs 15.7 ± 1.1 pA/pF (32, 14), p < 0.05; without affecting its voltage-, time- or rate dependence. I_K1 was reduced by 34% at −120 mV (p < 0.05). Neither I_KSUS, nor its increase by acute β-stimulation with isoprenaline, was affected by chronic β-blockade. Mathematical modelling suggested that the combination of I_TO- and I_K1-decrease could result in a 28% increase in APD₉₀. Chronic β-blockade did not alter mRNA or protein expression of the I_TO pore-forming subunit, Kv4.3, or mRNA expression of the accessory subunits KChIP2, KChAP, Kvβ1, Kvβ2 or frequenin. There was no reduction in mRNA expression of Kir2.1 or TWIK to account for the reduction in I_K1. A reduction in atrial I_TO and I_K1 associated with chronic β-blocker treatment in patients may contribute to the associated action potential prolongation, and this cannot be explained by a reduction in expression of associated ion channel subunits.