大鼠肺动脉平滑肌细胞的分离及电压门控性钾电流的记录方法

目的介绍一种大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)的急性分离方法并观察电压门控性钾电流电生理特性。方法应用胶原酶和木瓜蛋白酶联合消化法获得大鼠PASMCs,利用全细胞膜片钳技术记录PASMCs膜上的电压门控性钾通道(Kv)电流。结果在相差显微镜下观察大鼠PASMCs呈舒展梭形,边界清晰,有完整的细胞膜,胞浆均匀,数量多,活性好。结论用酶急性分离的大鼠PASMCs,容易进行全细胞膜片钳记录,方法简单、稳定、可靠。     

肺动脉高压大鼠肺动脉平滑肌细胞钾通道的研究

目的：观察肺动脉高压大鼠（PHR）肺动脉平滑肌细胞膜电容(Cm)、膜电流(I)、电流密度(pA/pF)及I-V曲线，并与正常SD大鼠进行比较。观察盐酸埃他卡林对正常血压及肺动脉高压大鼠动脉平滑肌钾通道的影响。方法：SD大鼠,置于常压缺氧（10%O2）舱内，每天6 h，每周6 d，持续4周,使之平均肺动脉压升高,建立肺动脉高压大鼠模型。急性分离大鼠肺内动脉平滑肌细胞，用全细胞记录（whole cell recording）技术记录细胞钾电流、膜电容并计算电流密度。结果：PHR肺动脉平滑肌细胞Cm值、细胞膜钾电流值均显著高于正常血压SD大鼠（P<0.05）；PHR肺动脉平滑肌细胞钾电流密度值显著低于正常血压大鼠(P<0.05)。与正常SD大鼠比较，PHR钾电流I-V曲线下移。盐酸埃他卡林在10 μmol·L-1浓度下，可显著增强正常血压SD大鼠及PHR动脉平滑肌钾电流(P<0.05)。结论：PHR肺动脉平滑肌细胞的膜电容、膜钾电流比正常血压SD大鼠高；钾电流密度比正常血压SD大鼠低，I-V曲线下移。盐酸埃他卡林对正常血压大鼠及肺动脉高压大鼠动脉平滑肌钾电流都有增强作用。     

H2O2对大鼠肺动脉平滑肌细胞Kv通道的作用

 目的:观察H₂O₂在常氧时对大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）的Kv的影响, 探讨H₂O₂对肺动脉平滑肌细胞的Kv通道的作用。 方法:用酶解法急性分离单个PASMCs，以全细胞膜片钳技术记录PASMCs膜上的电压依赖性钾通道 (voltage-gated potassium channel, Kv) 电流。 结果:常氧下 H₂O₂可显著增加Kv电流，电流-电压关系曲线左上移；而且Kv电流呈浓度依赖性增加。 结论:常氧下H₂O₂ 可使Kv通道开放。     

内源性一氧化氮对哮喘大鼠支气管平滑肌细胞钾通道的影响

目的：观察体内应用一氧化氮（NO）前体左旋精氨酸（L-Arg）对哮喘大鼠支气管平滑肌细胞（BSMC）钾通道电生理特性的影响，为哮喘治疗提供理论基础。 方法： 雄性SD大鼠，随机分为对照组、哮喘组和哮喘L-Arg(300 mg/kg)治疗组（L-Arg组）。急性酶消化法分离获得大鼠单个BSMC。用常规全细胞膜片钳技术记录3组BSMC的静息膜电位（Em）、钙激活钾通道(BKCa)电流和电压依赖性钾通道（Kv）电流的差异。 结果： （1）哮喘组的静息膜电位为(-29.4±5.6) mV，显著低于对照组(-34.8±6.2)mV, (P<0.05)；L-Arg治疗组的静息膜电位为(-36.1±6.8) mV, 与哮喘组差异显著(P<0.05)。（2）钙激活钾通道电流：+50 mV电压刺激时，方波刺激模式下哮喘组大鼠BSMC的BKCa峰值电流密度［(43.8±16.5) pA/pF, n=8］低于对照组［(72.5±19.9)pA/pF, n=8］,(P<0.01)；L-Arg组的BKCa电流密度［(58.7±12.4) pA/pF, n=8］则高于哮喘组(P<0.05)。（3）电压依赖性钾通道电流：+50 mV电压刺激时，方波刺激模式下哮喘组大鼠BSMC的Kv峰值电流密度为［(32.4±8.7)pA/pF, n=8］，显著低于对照组［(57.7±9.8)pA/pF, n=8］ (P<0.01)；L-Arg组的Kv峰值电流密度［(43.6±7.9)pA/pF, n=8］，显著高于哮喘组［(32.4±8.7)pA/pF, n=8］ (P<0.05)。结论： 体内应用L-Arg可增加钙激活钾通道和电压依赖性钾通道电流，明显改善哮喘大鼠BSMC的静息膜电位，从而降低气道平滑肌细胞的兴奋性，可能具有抑制气道高反应性的作用。     

BQ123对大鼠肺动脉平滑肌细胞电压门控钾通道表达的影响

目的：探讨内皮素-1受体拮抗剂BQ123 对大鼠肺动脉平滑肌细胞电压门控钾通道亚型基因表达的影响。 方法： 根据常氧 (PO2 152 mmHg ) 及慢性低氧（PO2 40±5 mmHg）的不同培养条件，将肺动脉平滑肌细胞分为常氧组和慢性低氧组，并用BQ123分别处理上述两组细胞，采用半定量RT-PCR技术检测大鼠肺动脉平滑肌细胞Kv2.1、Kv9.3基因表达的变化。 结果： 经过慢性低氧，大鼠肺动脉平滑肌细胞Kv2.1、Kv9.3的mRNA表达水平明显低于常氧组（P<0.01，n=5），BQ123对常氧组Kv2.1的mRNA表达无影响（P>0.05，n=5），但可明显增加慢性低氧组Kv2.1的表达（P<0.01，n=5）。无论在常氧还是慢性低氧时，BQ123对Kv9.3的mRNA表达均无影响（P>0.05，n=5）。 结论： 慢性低氧可降低大鼠肺动脉平滑肌细胞电压门控钾通道的表达，内皮素-1受体拮抗剂BQ123可能通过抑制PASMCs的增殖，改变了细胞内信号转导通路中某些因子的表达，从而间接促进Kv的表达。     

血管平滑肌细胞钾通道的研究进展

血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）上分布着多种钾通道，它们参与了细胞膜电位的复极与超极化，影响细胞膜的兴奋性，调节VSMCs的舒缩活动，对血管紧张度的调控具有十分重要的作用。己有的研究表明，VSMCs上有4种类型的钾通道，即电压依赖性钾通道（Kv）、     

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。     

丹参素对猪冠脉平滑肌细胞钙激活钾通道的作用

目的观察丹参素(DS-182)对原代培养猪冠脉平滑肌细胞钙激活钾通道(KCa)的作用,从单个钾通道水平揭示其扩冠机制。方法采用膜片钳单通道电流记录技术。结果①猪冠脉平滑肌细胞KCa的单通道电导值高,为(291.74±4.89)pS;对膜电位变化及细胞内钙离子浓度变化敏感,能被5~20 mmol/L膜内侧四乙基铵(TEA)所阻断。②在细胞贴附式膜片方式下,细胞外应用10~20μmol/L的DS-182对通道具明显的激活效应;而在内面向外式膜片方式下,细胞内应用5~30μmol/L的DS-182对通道均无明显作用。结论DS-182对通道的激活作用是非直接的,需要一系列的胞内过程。     

慢性房颤患者右心房细胞电压依赖性钾电流变化的研究

目的：研究风湿性心脏病（RHD）慢性房颤（AF）对心房肌细胞膜电压依赖性外向钾电流的影响，探讨和评价心房电重塑（AER）中钾电流变化的作用和意义。 方法： 采用急性分离的人心房肌细胞，应用膜片钳全细胞技术，记录18例风心病非房颤（NAF）和18例慢性AF患者右心房肌细胞两种电压依赖性外向钾电流：瞬间外向钾电流（Ito1）和超快速激活钾电流（IKur），并比较两组的电流-电压曲线。结果： 在钳制电位+10 mV-+60 mV下，AF组的Ito1密度均较NAF组Ito1值明显降低（P<0.05），在钳制电位+60 mV时，AF组Ito1密度较NAF组低57.5%（P<0.05）。在钳制电位0 mV-+40 mV时，AF组IKur值明显低于NAF组（P<0.05）；其中，AF组IKur密度在钳制电位+40 mV时，较NAF组低47.0%（P<0.05）。结论： Ito1和IKur的改变均可能是慢性房颤时AER中多种离子通道重塑作用中的重要表现，可能与AF时心肌细胞的传导性、不应期的改变和频率适应性变化有关，与其它离子通道改变以及AF发生和持续的关系尚需进一步研究证明。     

虎杖甙对大鼠细动脉平滑肌细胞ATP敏感钾通道的影响

目的 :探讨中药虎杖提取物 -虎杖甙扩张休克动物细动脉、改善微循环灌流的作用机制。方法 :应用膜片钳技术的细胞贴附式观察虎杖甙对大鼠肠系膜细动脉平滑肌细胞 ATP敏感钾通道 ( KATP)的影响。结果 :细胞外液加入 0 .2 m mol/L虎杖甙后 ,通道电流幅度无明显改变 ,说明虎杖甙不影响 KATP通道电导 ;但加入虎杖甙后KATP通道动力学发生了明显变化 ,通道开放时间短成分 τ0 1 和长成分τ0 2 增大 ,通道开放时间 Tom延长 ,通道开放概率 Po提高 ,提示KATP通道激活。结论 :虎杖甙具有激活 KATP通道的作用 ,它可能通过使细动脉平滑肌超极化而扩张细动脉 ,从而改善休克动物微循环。     

cAMP-mediated long-term modulation of voltage-dependent K+ channels in cultured colliculi neurons

 Previously, we have described prolonged cAMP-induced inhibition of a K⁺ current in cultured colliculi neurons. The aim of the present study was to characterize the channel responsible for this cAMP-dependent effect. We detected the presence of a non-inactivating voltage-dependent 16-pS K⁺ channel that displayed long-lasting inhibition upon a brief application of cAMP and greater sensitivity to tetraethylammonium than to 4-aminopyridine. In addition to this channel, colliculi neurons express two other voltage-sensitive, non-inactivating K⁺ channels (8 and 49 pS) whose activity is facilitated by a brief application of cAMP, the effect of which is also long-lasting. These results suggest the presence of common sustained cAMP-dependent processes responsible for both up- and down-regulation of these channels in the neurons studied. They indicate that the 16-pS, but not the 8-pS or the 49-pS channels, participates in the cAMP-inhibited macroscopic K⁺ current. Received: 21 April 1998 / Received after revision: 10 July 1998 / Accepted: 5 August 1998     

血小板活化因子对豚鼠心室肌细胞钾电流及动作电位的影响

 目的：研究血小板活化因子(PAF)对豚鼠心室肌细胞钾电流及动作电位的影响。 方法:应用全细胞膜片钳技术，记录豚鼠心室肌细胞动作电位及钾电流(I_K 与I_K1)。 结果:当电极内液ATP浓度为5 mmol/L，1 μmol/L PAF使APD₉₀由对照的(225.8±23.3)ms延长至(352.8±29.8)ms(n=5, P<0.05)；使I_K尾电流在指令电压 +30 mV 时由对照的(173.5±16.7)pA降为(152.1±11.5)pA(P<0.05, n=4)；使I_K1在指令电压 -120 mV 时从(-6.1±1.3)nA降为(-5.6±1.1)nA(P<0.05, n=5)；当电极内液ATP 为0 mmol/L，APD₉₀明显缩短，1 μmol/L PAF使APD₉₀由对照的(153.0±24.6)ms缩短为(88.2±19.4)ms (n=5, P<0.01)，而用1 μmol/L格列本脲 ( I_KATP特异性阻滞剂)预处理后，恢复了PAF可显著延长动作电位时程的作用。 结论: PAF使缺血区K_ATP开放，动作电位时程缩短，却可抑制正常区I_K 与I_K1，使动作电位延长，从而放大了缺血区与正常区的不均一性，这可能与缺血时心律失常的发生有关。     

辛伐他汀对血脂正常兔心肌缺血再灌注后瞬间外向钾通道电流的影响

目的： 观察辛伐他汀预处理对兔心肌缺血再灌注后瞬间外向钾通道电流（Ito）的影响,探讨他汀类药物抗心律失常的细胞学离子机制。方法: 45只新西兰大耳白兔随机分为3组：缺血再灌注动物模型组（I－R组,结扎冠脉左前降支30 min后再开放120 min）;辛伐他汀治疗组（他汀组,手术前给予辛伐他汀 5 mg·kg-1·d-1）;假手术对照组（只开胸不结扎血管）。采用酶解的方法分离缺血部位心室肌外膜单个心室肌细胞,应用全细胞膜片钳技术记录Ito,同时检测各组血脂水平。结果: 各组动物血脂水平无显著差异。Ito电流密度峰值（＋60 mV）显示：对照组为（17.41± 3.13）pA/pF(n=15),I－R组为（9.49 ±1.91） pA/pF(n=11),低于对照组（P＜0.01）。他汀组为（15.24 ± 2.41） pA/pF (n=11),显著高于I－R组（P＜0.01）,但仍明显小于对照组（P＜0.05）。另外,I－R组Ito失活曲线左移,失活后恢复时间延长,他汀组这些异常也明显恢复。结论: 本研究显示缺血再灌注可导致梗死区心肌细胞Ito明显下降,形成电重构,可引起心肌细胞动作电位延长,为再灌注心律失常的形成机制之一。辛伐他汀预处理可减轻Ito的异常变化,逆转电重构,而不依赖于降血脂效应,可能为他汀类药物降低心律失常发生率的细胞学离子机制。     

Effects of pre- and postpubertal castration and testosterone on pup-killing behavior in the male rat

A male rat will usually kill newborn rat pups that are placed with him whereas a female usually will not. In past experiments with male rats neonatal castration almost completely blocked killing behavior whereas castration in adulthood had no effect. The present experiment was designed to further evaluate the role of testosterone in the development of pup-killing behavior by manipulating the age at castration and the schedule of replacement therapy. Within the prepubertal (Day 30) castrates, those which received replacement therapy with testosterone killed more than the placebo-treated animals. Also, the sham-castrated controls killed more than the Day 30 placebo-treated castrates but did not differ from the testosterone treated castrates. A similar pattern of results was obtained for the postpubertal (Day 60) castrates except that the castrates which received replacement therapy did not kill more than the placebo-treated animals. It was concluded that castration either before or after puberty will reduce the incidence of pup-killing in adulthood, and replacement therapy with testosterone is sufficient to maintain the behavior.     

牵张刺激对乳大鼠心房肌细胞瞬时外向钾电流和内向整流钾电流的影响

 目的：探究牵张刺激对乳鼠心房肌细胞瞬时外向钾电流（Ito）、内向整流钾电流（IK1）和动作电位时程（APD）的影响。方法：取1日龄SD乳大鼠心脏,分离、消化获得心房肌细胞。于细胞牵引装置培养24 h分组：对照组不予牵张刺激;牵张组予增加12%硅胶膜面积牵张刺激24 h。膜片钳全细胞记录方法记录细胞膜Ito、IK1和APD的变化。结果：在+60 mV刺激电压水平,牵张组Ito密度与对照组相比明显降低［(16±04）pA/pF vs (121±29) pA/pF,P<001］。在-120 mV刺激电压下,牵张组IK1密度较对照组增大［（-108± 08） pA/pF vs (-88±09)pA/pF,P<001］。牵张组动作电位复极50%（APD50）和复极90％（APD90）均较对照组明显缩短［(105±14）ms vs (155±24) ms,(300± 28) ms vs (563±36) ms,P<001］。结论：牵张刺激可降低乳大鼠心房肌细胞Ito密度,增大IK1密度,缩短APD,这可能是压力负荷增大致心房电重构的基础之一。     

Diversity of potassium channels in neuronal dendrites

Complex computations in the nervous system begin with electrical signals generated in single neurons. Such signals include action potentials mediated by the opening of voltage-dependent ion channels, and synaptic potentials arising from neurotransmitter receptor activation. The amplitude, waveform, and propagation of action potentials and synaptic potentials influence cellular signaling in profound ways, and are largely determined by activities of ion channels in the cell membrane. The location and properties of ion channels therefore play critical roles in shaping electrical signaling in the neuron, which is the foundation for more complex computations at network levels. This review summarizes what we know about the great diversity of K⁺ channels found in neuronal dendrites, the subcellular compartment where synaptic signals integrate and where various forms of plasticity occur. Specifically, we discuss the molecular identity, the distribution, kinase modulation, biophysical properties, and functional roles of a variety of K⁺ channels including voltage-gated, calcium-activated, and ligand-gated/G-protein coupled K⁺ channels. One emerging theme from recent literature is the recognition that K⁺ channels are powerful regulators of the function of dendrites. A second theme indicates that this K⁺ channel regulation depends on their unique subcellular distribution. In particular, the mechanisms underlying the establishment and maintenance of non-uniform distributions of ion channels are beginning to be understood in greater detail. An especially intriguing aspect of above mechanisms is that they are achieved through protein kinase phosphorylation and may thus be activity-dependent. In parts of this review, we choose to focus on CA1 pyramidal neurons of the rodent hippocampus and the K⁺ channels in their dendrites. Being one of the best-characterized cell types in the nervous system, the CA1 pyramidal neuron has long been studied as a prototypic neuron from which general rules of neuronal computation and synaptic plasticity emerge. A great deal of what we know about dendritic K⁺ channels comes from studies on CA1 pyramidal neurons. Where available, we also include up-to-date findings on dendritic K⁺ channels in other cell types.     

COPD合并慢性缺氧患者肺血管对急性缺氧反应变化中肺动脉平滑肌细胞钾通道的作用

目的：以人离体肺动脉环缺氧张力变化为对象研究钾通道在缺氧性肺血管收缩（HPV）发生中的作用。 方法： 从手术室切取人肺动脉环，进行人肺动脉环张力试验，分正常对照组，单纯慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease ，COPD）组和COPD合并慢性缺氧组，分别利用相应的特异性阻断剂观察电压门控性钾通道（KV），钙离子激活的钾通道（KCa）， ATP敏感的钾通道（KATP），在缺氧性肺血管收缩（HPV）的作用。 结果： （1）3组肺动脉环在急性缺氧时血管收缩张力均增加，同时COPD＋慢性缺氧组增加百分比显著低于对照组；COPD组与对照组无显著差异。（2）4-AP阻断Kv后较阻断前，3组肺血管环缺氧张力增加幅度均显著降低（P<0.05），同时正常对照组和COPD组降低幅度明显大于慢性缺氧组。TEA阻断KCa后以及格列苯脲（glybenclamide）阻断KATP后二者较阻断前，3组肺血管环缺氧张力均显著增加（P<0.05），同时COPD＋慢性缺氧组增加的幅度明显大于正常组（分别是P<0.01和P<0.05）。 结论： （1）慢性缺氧可降低肺血管的收缩性及肺血管对急性缺氧的收缩反应；（2）Kv在3组人离体肺动脉环HPV反应中均起介导作用，慢性缺氧可使此介导作用加强；KCa和KATP在3组人离体肺动脉环HPV反应中均起调节作用，慢性缺氧可使此调节作用加强。