钙激活钾通道电流在膀胱逼尿肌不稳定中的表达变化研究

目的观察膀胱逼尿肌不稳定(DI)中钙激活钾通道(BKCa)电流变化,探讨BKCa在DI发生机制中的作用。方法通过膀胱出口部位梗阻法建立大鼠DI模型,取其膀胱平滑肌,酶消化分离单个平滑肌细胞,采用全细胞膜片钳技术记录BKCa宏观电流,比较其电流密度在DI和正常大鼠中的变化。结果大鼠膀胱平滑肌细胞表达较为丰富的BKCa电流,具有其他平滑肌细胞BKCa相似的电生理特性,即外向整流特性,能够被BKCa通道特异性阻断剂IbTX(300 nM)阻断。DI大鼠膀胱平滑肌BKCa在多个膜电位时电流密度明显下降,在膜电位为+60时电流密度由(32.42±7.97)pA/pF(n=21)下降到(20.56±4.63)pA/pF(n=18),两组相比,P<0.01。结论 BKCa可能参与了大鼠膀胱DI的发生,调控DI时BKCa通道活性可能作为治疗DI的靶点之一。     

急性缺氧对豚鼠肠系膜动脉平滑肌细胞电生理特性的影响

目的 观察急性缺氧对豚鼠肠系膜动脉平滑肌细胞电生理特性的影响.方法 直径＜100 μm的豚鼠肠系膜动脉进一步去除结缔组织后,应用全细胞膜片钳技术观察急性缺氧对微动脉段上平滑肌细胞膜电流、膜电位、膜电容、膜电导或膜电阻的影响.结果当钳制电压为-40 mV时,急性缺氧引起一个反应幅度(76 ±23)pA的外向电流,细胞静息膜电位从(-22.5±1.2)mV超级化到(-42.0 ±2.8)mV(P ＜0.01).急性缺氧可以电压依赖地增强细胞外向电流,且主要增强0～+40 mV电压区间的电流,激活电流幅度0 mV时从(140±18)pA增加到(660±124)pA(P ＜0.01),+20 mV时从(282±23)pA增加到(1120±186)pA(P ＜0.01),+40 mV时从(423±40)pA增加到(1800±275)pA(P ＜0.01).背景灌流1 mmol/L大电导Ca2+激活K+通道(BKca)阻断剂四乙胺后,这一增强作用显著减弱.急性缺氧使细胞膜电阻从(446 ±55)MΩ增加到(2187±290)MΩ(P＜0.01),膜电容从(184.3±75.0)pF减少至(17.6±2.2)pF(P＜0.01).联合应用30 μmoL/L缝隙连接阻断剂18β-甘草次酸和10 mmol/L四乙胺后,急性缺氧对细胞膜电流的影响基本消失.结论 急性缺氧通过激活肠系膜动脉平滑肌细胞膜上BKca通道,引起K+外流,细胞超极化,血管舒张,保证肠系膜微循环的血液供应.同时通过抑制细胞间缝隙连接使其产生的伤害信息局限化.     

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.     

大鼠海马神经干细胞外向电压门控性钾通道的电生理特性

目的 研究大鼠海马源神经干细胞(NSC)外向电压门控性钾通道(Kv)的电生理特性.方法 利用无血清培养、单细胞克隆技术,体外培养SD大鼠海马组织源NSC.以免疫细胞化学方法对NSC及其分化后的子代神经细胞进行鉴定.应用膜片钳技术全细胞模式记录不同外向Kv通道的电生理特性.结果 体外培养SD大鼠海马组织源NSC表达巢蛋白(nestin),在体外可诱导分化产生分别表达Tuj1和GFAP的细胞.全细胞膜片钳可记录到三种外向Kv通道:一种缓慢激活的、对四乙基胺(TEA)敏感的延迟整流钾电流(IDR);一种快速激活和失活、可被4-氨基吡啶(4-AP)阻断的外向瞬时钾电流(IA),其在+20 mV和+50 mV的电流密度分别为11 pA/pF±3 pA/pF和29 pA/pF ±7 pA/pF(标本数=11);一种可被iberiotoxin(IbIX)抑制的大电导钙激活钾通道(BKCa),钳制电位+80mV时,加入100 nM IbTX前后的电流密度分别为56 pA/pF ±4 pA/pF和45 pA/pF±4 pA/pF(标本数=6.P＜0.05).结论 体外培养的未分化状态下SD大鼠海马源NSC至少含有IDR、IA和BKCa三种外向Kv通道.     

大鼠肠系膜细动脉血管平滑肌大电导钙激活钾通道的特性

目的探讨肠系膜细动脉血管平滑肌细胞膜上大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassium channel, BKCa)的电生理特性及其与张力调节的可能机制。方法木瓜酶、胶原酶两步消化法急性分离大鼠肠系膜细动脉血管平滑肌细胞,膜片钳的内面向外式记录法记录BKCa。结果(1)在浴槽液和电极液均为高钾的条件下,BKCa通道的单通道电导为(221±6)pS,反转电位为-0.12 mV;(2)BKCa通道的电流幅度无细胞内钙依赖性,而开放概率(NPo)则同时具有电压依赖性和细胞内钙依赖性。在细胞内钙浓度为0.1 μmol/L时, 使NPo增加e倍的电压增加为(13±1)mV, 达到最大开放概率一半的电压(V1/2)为(22±2)mV;(3)在细胞内钙浓度为1 μmol/L时,可记录到通道长时间的关闭和失活现象,这种现象称为钙依赖性失活。结论肠系膜细动脉血管平滑肌细胞膜上的BKCa具有大电导、高钾选择性、强电压依赖性和高度的细胞内钙敏感性。BKCa高度的钙敏感性可能与血管平滑肌病理情况下的代偿调节有关。     

MiRP1对异源转染的CHO细胞上HCN1和HCN2通道电生理特性的调节

目的 评价Mink相关肽1(MiRP1)对异源转染的CHO细胞上的HCN1、HCN2通道电生理特性的影响.方法 将MiRP1质粒DNA分别和HCN1、HCN2质粒DNA共转染CHO-K1细胞,用全细胞膜片钳记录细胞膜上的HCN通道电流.结果 MiRP1显著增加HCN2 [(37.8±4.8) pA/pF(n=11) vs (25.9±1.7) pA/pF(n=10); -140 mV, P<0 05]的电流密度,但是对HCN1的电流大小没有影响[(41.3±10.9) pA/pF(n=13) vs (34.9±7.8) pA/pF(n=11); P>0 05];MiRP1可加快HCN1[时间常数:(180.9±8.6) ms vs (306.1±45.6) ms; -80 mV, P<0 05]和HCN2 [时间常数:(391.8±33.6) ms vs (763.5±106.1) ms; -80 mV, P<0 05]激活动力学;MiRP1对HCN1及HCN2通道激活的电压依赖性没有影响.结论 MiRP1可加快HCN1和HCN2通道激活,且增加HCN2的电流表达.     

KCNE2对Kv4.3通道功能的调节作用

目的研究KCNE2对人类心肌细胞瞬间外向钾电流的主要α亚基-Kv4.3功能的调节。方法通过基因转染技术将Kv4.3或Kv4.3与KCNE2cDNA转入COS-7细胞株,采用膜片钳全细胞记录方式记录通道电流。结果KCNE2对Kv4.3功能有明显调控作用:减小Kv4.3通道电流密度;Kv4.3单独表达组通道电流密度为375.13±112.87pA/pF(n=11),KCNE2与Kv4.3共表达组电流密度为152.96±33.71pA/pF(n=16);减慢Kv4.3通道激活和衰减,在 60mV电压刺激下通道激活达峰值的时间由4.82±0.32ms(n=11)延长至20.41±2.13ms(n=16),P<0.05;通道电压依赖性失活发生正向移位,半数失活电压由-53.62±1.24mV(n=8)移至-46.58±1.6mV(n=10);通道从失活中恢复的速度加快,恢复时间常数由193.43±17.98ms缩短137.71±18.29ms,(n=7,P<0.05)。结论KCNE2可能作为人类心肌细胞膜Kv4.3钾离子通道一个重要的辅助亚基-β亚基参与Ito通道功能的调节。     

肥厚左心室肌中层细胞Na+/Ca2+交换体电流及钾电流重构特征

目的 探讨肥厚左心室肌中层细胞Na⁺/Ca²⁺交换体电流(Na⁺/Ca²⁺ exchanger current,I_Na⁺/Ca²⁺)及钾电流重构特征,揭示心肌肥厚时心律失常发生的离子基础。方法 新西兰兔分为正常对照组及手术组各10只,手术组通过肾上腹主动脉次全缩窄诱发左室肥厚。采用全细胞膜片钳技术分别记录对照组及手术组左心室肌中层细胞的动作电位、I_Na⁺/Ca²⁺、慢激活的延迟整流钾电流(slowly activating delayed rectifier potassium current,I_Ks)、快激活的延迟整流钾电流(rapidly activating delayed rectifier potassium current,I_kr)等。结果 在基础刺激周长为2 s时,对照组和手术组的90%动作电位时程(90% action potential duration,APD90)分别为522.0±19.5 ms(n=6)、664.7±32.7 ms(n=7);在测试电位为+40 mV时,外向I_Na⁺/Ca²⁺密度在对照组及手术组分别为0.94±0.11 pA/pF(n=9)、1.30±0.11 pA/pF(n=8);在测试电位为-100 mV时,内向I_Na⁺/Ca²⁺密度在对照组及手术组分别为0.40±0.05 pA/pF(n=9)、0.56±0.02 pA/pF(n=8);在测试电位为+50 mV时,对照组及手术组的I_Ks尾电流密度分别为0.26±0.03 pA/pF(n=8),0.17±0.01 pA/pF(n=9);在测试电压为+50 mV时,对照组及手术组的I_kr尾电流密度分别为0.34±0.02 pA/pF(n=8),0.23±0.02 pA/pF(n=9),以上二者相比均有统计学意义。结论肥厚左心室肌中层细胞的电生理特性发生改变,表现为动作电位时间延长、I_Na⁺/Ca²⁺上调、I_Ks及I_kr下调。     

细胞外高K^＋浓度对HCN（1，2）通道电生理特性的影响

目的：研究细胞外高K^＋浓度对异源转染的中国仓鼠卵巢（CHO）细胞上的超极化激活的环核苷酸门控阳离子通道（HCN）1,2电生理特性的影响．方法：将HCN1,HCN2质粒DNA转染至CHO细胞,在两种不同细胞外K^＋浓度条件下用全细胞膜片钳记录细胞膜上HCN1,HCN2通道电流．结果：细胞外高K^＋浓度时,HCN1（pA／pF,112．30±21．50 vs42．33±15．89;-140mV,n=6,P〈0．05）,HCN2（pA／pF,130．57±17．70 vs 26．98±4．62;-140mV,n=8,P〈0．05）通道的电流密度增加,加快了HCN1（激活时间常数：ms,176．59±8．23 vs 306．12±45．66;-80rnV,P〈0．05）,HCN2（激活时间常数：ms,385．24±31．58 vs 763．55±106．17;-80mV,P〈0．05）通道的激活,减小了HCN2通道的半时最大激活电压[mv,-（110．05±1．73）vs -（126．09±2．85）,P〈0．05]和倾斜因子（11．70±0．46 vs 15．87±1．17,P〈0．05）,但对HCN1无影响．结论：细胞外高K^＋浓度对细胞膜上的HCN1和HCN2通道的电生理特性具有明显影响．     

急性缺氧对豚鼠耳蜗螺旋动脉平滑肌细胞电生理特性的影响

目的 观察急性缺氧对豚鼠耳蜗螺旋动脉平滑肌细胞电生理特性的影响.方法 应用全细胞膜片钳技术观察急性缺氧对微动脉段上平滑肌细胞膜电流、膜电位(RP)、膜电容(Cinput)、膜电导(Ginput)或膜电阻(Rinput)的影响.结果 ①急性缺氧显著增加平滑肌细胞Rinput,降低Ginput和Cinput.Rinput从( 480±88)MΩ增加到(2229±310)MΩ(P ＜0.01),Cinput从(77.3±8.3)pF减少至(11.4±0.7)pF(P ＜0.01).48％(15/31)急性缺氧净电流的I/V曲线几乎是线性,翻转电位(-32.6±2.5 )mV与细胞静息膜电位(-35.8±4.5 )mV十分接近(P＞0.05).②急性缺氧电压依赖的增强部分平滑肌细胞(16/31)外向电流,主要增强0～+40 mV区间的电流幅度,背景灌流18β-甘草次酸阻断细胞间的缝隙连接后,急性缺氧使0 mV激活电流幅度从(27.8±7.5)pA增加到(89.3±12.8)pA(P＜0.01),+20 mV从(88.0±18.5)pA增加到(211.1±32.5)pA(P ＜0.01),+40 mV从(213.9±21.6 )pA增加到(448.0±46.5 )pA(P ＜0.01).预灌流四乙胺后,急性缺氧对SMA平滑肌细胞外向电流的增强作用显著减弱.结论 急性缺氧通过激活SMA平滑肌细胞膜上大电导Ca2+激活K+通道,血管舒张,保证耳蜗循环的血液供应,同时通过抑制SMA平滑肌细胞间缝隙连接使急性缺氧产生的伤害信息局限在局部.     

大鼠肠系膜细动脉血管平滑肌大电导钙激活钾通道的特性

OBJECTIVE: To investigate the electrophysiological properties of large-conductance calcium-activated potassium channel (BKCa) in mesenteric arteriole smooth muscle cells of rat. METHOD: Mesenteric arteriolar smooth muscle cells from rats were isolated and inside-out patch clamp technique was used to study BKCa. RESULTS: The single channel conductance of BKCa recorded was 221+/-6 pS and the reversal potential was -0.12 mV in the presence of high potassium in the bathing and pipette solutions. The open probability (NPo) of the channel was both voltage- and intracellular calcium dependent, whereas the amplitude of the channel was not calcium-dependent. Prolonged closed state could be observed at intracellular calcium concentrations of 1 micromol/L or above, known as calcium-dependent inactivation. CONCLUSION: BKCa in rat mesenteric arterial smooth muscle cells has the properties of large conductance, high potassium selectivity, steep voltage dependence and high calcium sensitivity. The high sensitivity to calcium of BKCa may be related to the compensatory regulation of the smooth muscles in pathophysiological conditions.     

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。     

雌激素激活血管平滑肌细胞钙激活钾通道的非基因组机制研究进展

大电导钙激活钾通道(BKCa)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。研究发现雌激素经细胞膜上的雌激素受体介导,通过胞内多种信号转导通路激活内皮型一氧化氮合酶进而产生NO直接或间接激活BKCa通道,产生快速血管效应。随着分子生物学及膜片钳技术的发展,人们在雌激素对BKCa调节机制方面进行了深入的研究,本文就此内容进行综述。     

动脉平滑肌细胞膜片制作及其大电导钙激活钾通道的特性

目的: 探讨人体小动脉平滑肌细胞膜片制作方法,观察其上大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activatedpotassium channels,BK_Ca)的特性。方法: 将新鲜分离出的人肠系膜动脉,分离出平滑肌层,经酶解得单个平滑肌细胞。取平滑肌细胞置于含对称性高钾(K+140 mmol/L)浴液中,用膜片钳技术记录其单通道电流,输入计算机进行数据采集与分析。观察动脉平滑肌细胞三种膜片的制作过程和BK_Ca的特性。结果: 在肠系膜动脉平滑肌细胞膜上分别形成了细胞贴附式、内面向外式、全细胞记录三种膜片。用膜片钳技术观察到急性酶分离的人体肠系膜动脉平滑肌细胞上BK_Ca通道具有钙敏感性:表现为胞内游离钙离子浓度增加,通道开放事件数目增加;电压依赖性:表现为随着膜电位的增加,通道开放事件数逐渐增加;电导值大:本实验的电导值为198.6±38.09 pS;应用TEA+为50 mmol/L时通道活动完全阻断。结论: 人体肠系膜动脉平滑肌细胞上BK_Ca通道具有钙敏感性、电压依赖性、大电导、TEA+敏感特性。     

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。     

新型katp开放剂埃他卡林对原代培养人肺动脉平滑肌细胞pcna mrna表达的影响

目的:观察新型ATP敏感性钾通道(KATP)开放剂埃他卡林(IPT)对原代培养人肺动脉平滑肌细胞增殖细胞核抗原(PCNA)mRNA表达的影响。方法:分离3～4级人肺小动脉,按照组织贴块法原代培养人肺动脉平滑肌细胞,分成对照组、缺氧组、缺氧+埃他卡林或吡那地尔组及缺氧+埃他卡林或吡那地尔+格列本脲组,应用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(FQ-RT-PCR)技术检测细胞PCNA mRNA表达。结果:缺氧使人肺动脉平滑肌细胞PCNA mRNA表达增加(3.90±0.24)倍,与对照组比较差异有显著性(P<0.01);相同条件下,在缺氧的同时,分别在培养液中加入IPT 10-7、10-6、10-5 mol/L,PCNA mRNA表达分别下降(26.00±2.01)%、(55.33±4.04)%、(79.00±1.00)%,与缺氧组比较差异均有显著性(P均<0.01);加入IPT 10-5mol/L前30 min,预先加入格列本脲(GLI)10-5 mol/L,IPT的抑制作用抵消,与缺氧+IPT 10-5 mol/L组比较差异有显著性(P<0.01)。结论:IPT通过激活细胞KATP通道,浓度依赖性地抑制缺氧时原代培...     

猪冠状动脉平滑肌细胞急性酶分离及在离子通道研究中的应用

目的：建立一种猪冠状动脉平滑肌细胞急性酶分离法并在分离的细胞上研究其离子通道特性。方法：采用木瓜蛋白酶,胶原酶和透明质酸酶分离猪冠状动脉平滑肌细胞,用膜片钳单通道记录法记录通道电流。结果;该方法分离过程简单,所获细胞数量多,形态正常,在这些细胞上容易记录到正常的KCa电流。结论：应用本方法易得到单个活性正常的,形态完整的猪冠状动脉平滑肌细胞。     

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。     

脂联素对血管紧张素Ⅱ诱导血管平滑肌细胞分化和增殖的影响

目的：观察脂联素（APN）对血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）诱导人颈动脉平滑肌细胞α‐SMA表达及增殖的影响。方法：体外培养人颈动脉平滑肌细胞,免疫蛋白印迹法和实时荧光定量PCR检测A PN 对AngⅡ刺激人颈动脉平滑肌细胞后α‐SMA蛋白和mRNA表达;EdU 标记法检测APN 对AngⅡ诱导人颈动脉平滑肌细胞增殖活性的影响。结果：（1）1、10μM 的A n gⅡ可诱导人颈动脉平滑肌细胞增殖;（2）1、10μM 的AngⅡ可诱导人颈动脉平滑肌细胞α‐SMA蛋白和mRNA的表达;（3）5μg／mL的APN可抑制AngⅡ诱导人颈动脉平滑肌细胞α‐SMA表达和增殖。结论：APN可抑制AngⅡ诱导人颈动脉平滑肌细胞的分化和增殖。