钾通道在大鼠支气管平滑肌张力调控中作用的研究

目的：探讨延迟整流钾通道（Kv),高电导钙激活钾通道（BKCa)和ATP敏感钾通道（KATP)在大鼠支气管平滑肌张力调控中的作用。方法：以特异性钾通道阻断剂为工具,采用体外等长张力测定观察钾通道对静息和收缩状态下支气管张力的影响。结果：（1）KV阻断剂4－aminopyridine(4-AP)诱发大鼠支气管平滑肌产生浓度依赖性收缩反应,而BKCa阻断剂tetraethylammonium(TEA)和KATP阻断剂glibenclamide(Glib)对其无影响。（2）去除上皮对4－AP诱发大鼠支气管平滑肌收缩反应无影响,而钙通道阻断剂nifedipine对其有显著抑制效应。（3）在0.1mmol/L组胺或50mmol/L KCl诱发支气管平滑肌收缩之前或之后,加入TEA（1,5mmol/L)或0.1mmol/L 4-AP均显著增强二者诱发的收缩反应;而Glib(10μmol/L）对其无明显影响。结论：Kv参与大鼠支气管平滑肌静息张力的调控,而BKCa和KATP对其无影响。Kv和BKCa的关闭增强组胺及高浓度钾离子诱发大鼠离体支气管产生的收缩张力。     

平滑肌内向整流钾通道(K_(IR))

平滑肌内向整流钾通道在维持和调节细胞膜电位中发挥重要作用,并可能成为新的治疗靶点.综述了其分子学基础、电生理特性、生理功能和调控机理等研究进展.     

钾通道活化剂对豚鼠气道平滑肌电压依赖性钾通道特性的影响

钾通道活化剂可激活钾离子通道并松驰支气管平滑肌,在急性分离的豚鼠支气管平滑肌细胞上,用膜片钳技术的细胞贴附式和内面向外式研究了其对电压依赖性钾通道的直接作用。结果证实：在全细胞记录条件下,卡吗克林和拉吗克林不影响静息膜电位。但在去极化时可使通道电导从７５．２±５．１ｐＳ分别增大到８５．９±１１．８ｐＳ和８２．１±５．５ｐＳ。通道动力学特性也发生了改变,通道平均开放时间的τｏ２值延长和开放概率显著增加,其中拉吗克林的作用更为强。两者均可诱发通道出现多级开放。表明这两类活化剂可使去极化时钾离子外流增加。     

蛋白激酶C对大鼠支气管平滑肌KV通道的影响

用全细胞膜片钳、Western印迹法和逆转录—PCR技术,观察蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)对大鼠支气管平滑肌细胞(bronchial smooth muscle cells,BSMCs)电压依赖性延迟整流钾通道(Kv)活性及其亚型Kvl．5表达的影响。结果为：(1)PKC激活剂豆蔻酰佛波醇乙酯(phorbol 12-myristate 13-acetate,PMA)显著抑制急性分离大鼠BSMCs的Kv通道电流,该效应被PKC阻断剂Ro31—8220显著抑制;(2)PMA显著抑制体外培养大鼠BSMCs的Kvl．5 mRNA和蛋白质的表达,该效应被Ro31—8220显著抑制。上述观察结果提示,PKC活化可抑制大鼠BSMCs的Kv通道电流活性,下调Kvl．5亚型的表达水平。     

不同强度工频磁场对神经元延迟整流钾通道特性的影响

工频磁场是人类生活中接触最多的一类磁场,其引起的生物效应与人类健康的关系备受关注．本文选用1 mT、5 mT及10 mT工频磁场照射急性分离的小鼠皮层神经元(15 min),应用全细胞膜片钳技术离线记录通道电流,研究了工频磁场对神经元延迟整流钾通道特性的影响．结果显示,1 mT、5 mT及10 mT 3个强度的工频磁场对I_k均有抑制作用,但随着去极化电压的增加,发现1 mT和5 mT工频磁场的抑制率几乎不变,抑制率分别为(30 ± 4.2)%和(20 ± 2.2)%,而10 mT工频磁场的抑制率增加,最大抑制率为43.4%．另外,1 mT和5 mT工频磁场影响了延迟整流钾通道的激活特性,通道的半数激活电压变大,斜率因子不变．而10 mT工频磁场对通道的激活特性没有影响,半数激活电压和斜率因子均不改变．研究表明,工频磁场可能影响了细胞膜上离子通道蛋白质的结构和功能,并且不同强度工频磁场对通道的影响不同,存在强度窗口效应．     

兔血管平滑肌延迟整流钾通道研究及其与克隆Kv1.5通道的电生理特性比较

本文用膜片箝全细胞技术比较了研究了单个兔肺动脉血管平滑肌细胞上延迟整流钾通道与克隆Ｋｖ１．５通道的电生理及药理学特性。将平滑肌细胞箝制在－４０ｍＶ,以１０ｍＶ的步跨阶跃去极化（０￣６０ｍＶ）可产生一系列快速上升的外向电流,几无衰减,其激活曲线的Ｖ１／２为２７．２ｍＶ。灌流液中加入１００ｍｍｏｌ／Ｌ和ＴＥＡ １ｍｍｏｌ／Ｌ ４ＡＰ,电流幅度均明显减小,细胞外Ｃａ＾２＋水平由１．５ｍｍｏｌ／Ｌ降至０．     

下丘脑神经元钙激活钾通道的整流现象

目的研究SD乳鼠下丘脑神经元中钙激活钾通道的整流现象.方法采用膜片钳内面向外式记录方式.结果记录到一种大电导钙激活钾通道(KCa),在对称140mmol/L[K+]时内向电导为(171±12)pS,不随[Ca2+]变化而改变,而外向电导可受[Ca2+]调控,当[Ca2+]为500μmol/L时,外向电导为(76±14)pS.[Ca2+]越大,整流现象越明显,Mg2+对这种KCa的整流作用不明显.结论下丘脑神经元中KCa具有Ca2+依赖性整流现象,它可能与神经元的兴奋性和稳定性有关.     

皮质酮对体外培养的海马神经元延迟整流钾电流的影响

目的：探讨应激激素皮质酮对海马神经元延迟整流钾电流的影响。方法：膜片钳全细胞记录测量原代培养大鼠海马神经元膜的钾离子电流。结果：在皮质酮的作用下,海马神经元膜的钾离子电流幅度明显下调,激活阈电位升高。结论：过量皮质酮激素可能通过影响延迟整流钾通道损伤海马神经元。     

低功率2 450 MHz射频磁场对神经元延迟整流钾通道的抑制作用

由于电子设备的广泛使用,人类已经越来越多地暴露在射频磁场的辐射下,但射频磁场的辐射效应却一直不明确．采用全细胞膜片钳技术,记录2 450 MHz射频磁场辐射对小鼠脑皮层神经元延迟整流钾电流IK的影响．利用Ansoft HFSS软件对6 dB全向天线建模仿真,验证距天线2~3 cm处磁场分布均匀,使用Agilent E5070B网络分析仪经该天线发射出2 450 MHz输出功率为39.81 mW电磁场,对细胞进行刺激．实验发现,2 450 MHz低功率射频磁场暴露5、10和15 min对IK均有明显的抑制作用;显著影响IK激活特性,对照组与磁场暴露组半数激活电压分别为（－1.13±2.32）mV和（19.52±1.03）mV(n=10, P <0.05);斜率因子分别为（23.21±3.29）mV和（13.95±1.27）mV(n=10, P <0.05)．结果表明,低功率射频磁场通过减小延迟整流钾通道电流,影响神经元的生理功能,为进一步研究电磁辐射所引发的生物学效应提供了一种新的方法．     

乙醇对大脑皮层神经元延迟整流型钾通道的影响

本文用膜片箝技术（细胞贴附式和内面向外式）研究了乙醇对大脑皮层锥体神经元膜上延迟整流型钾通道（Ｉｋ）开放概率、开放频率和开放幅度的影响。１５０～５５０ｍｍｏｌ／Ｌ的乙醇抑制Ｉｋ通道开放概率、开放频率,随乙醇浓度增大,抑制作用增强,但不影响通道的电流幅度。４５０ｍｍｏｌ／Ｌ乙醇对Ｉｋ通道开放概率和开放频率的抑制程度在两种记录模式之间差异无显著性。５０ｍｍｏｌ／Ｌ的乙醇不影响Ｉｋ通道的动力学特性。本文结果为阐明乙醇对神经系统的作用机制提供有关单离子通道方面的资料     

慢性吸烟大鼠气道平滑肌大电导的钙激活钾通道和Kv1.5表达的变化

复制大鼠的慢性吸烟模型,采用气道反应性的测定、HE染色、免疫组织化学染色、原位杂交和免疫印迹实验等方法,观察吸烟对大鼠支气管平滑肌大电导的钙激活的钾通道(BKca)和电压依赖性延迟整流钾通道Kv1．5蛋白和mRNA表达的影响,以阐明吸烟引起的气道高反应性发病机制中钾通道表达变化的作用。结果显示：(1)慢性吸烟可降低大鼠大气道和小气道BKca和Kv1．5蛋白和mRNA表达;(2)大气道BKca的降低程度大于Kv1．5,小气道BKca和Kv1．5的降低程度无明显差异：(3)吸烟对全肺组织BKca和Kv1．5的蛋白表达无明显影响。上述结果提示,慢性吸烟可下调大鼠气道平滑肌钾通道BKca和Kv1．5的表达水平,是导致气道高反应的机制之一。     

细胞外Ba~(2 )对内向整流钾通道的阻断作用

实验采用双微电极电压箝 (TEV)法研究Ba2 对非洲爪蟾卵母细胞表达的内向整流钾通道 (IRK1)的阻断作用。细胞外Ba2 浓度分别为 0 ,1,3 ,10和 10 0 μmol/L ,K 浓度分别为 10和 90mmol/L ,可见快速开通道阻断剂Ba2 对IRK1的瞬间电流 (施加电压后 1ms)的阻断作用依赖Ba2 、K 、时间和电压 ;但对IRK1的开关特性几乎无影响 ,IRK1对之不通透。三级指数拟合的结果表明 :细胞外Ba2 低浓度 ( 1和 3 μmol/L)时 ,Ba2 与K 相互竞争同一结合位点 ,随着Ba2 浓度的增加 ,时间常数不增加但拟合的权数却呈浓度依赖性增加 ,所以失活过程随Ba2 浓度的增加越来越快 ;细胞外Ba2 高浓度 ( 10和 10 0 μmol/L)时 ,时间常数随Ba2 浓度的增加而减少 ,拟合的权数却呈浓度依赖性减少 ,失活过程也越来越快 ,说明Ba2 作用位点由通道的表面进入了通道更深的部位。上述结果提示 ,Ba2 对IRK1的阻断存在两种不同的机制。细胞外K 浓度为 90mmol/L和Ba2 浓度为 3 0 μmol/L时 ,Mg2 或Mn2 可与Ba2 争夺结合位点 ,随着Mg2 或Mn2 浓度增加 ,失活过程逐渐减缓 ,Ba2 在通道中的结合点也逐渐离开通道 ,Mg2 能而Mn2 不能进入通道较深处阻断通道 ,说明IRK1中有多离子阻断形式     

高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道研究

目的:研究高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞钙激活钾通道(KCa)的功能活动。方法:应用膜片钳制技术内面向外式单通道记录方法。结果:①人肠系膜动脉平滑肌细胞KCa开放具有电压依赖性。KCa通道电导在高血压组、正常组分别为191.4pS、197.7pS。胞内侧应用TEA可阻断通道。②增加浴液中Ca2 浓度(从0增至10-8、10-7、5×10-7、10-6mol/L),各组KCa开放概率(Po)均呈浓度依赖性增加,高血压组Po从0.016增至0.023、0.031、0.053、0.094,正常组Po从0.004增至0.023、0.041、0.072、0.184。通道平均开放时间延长,平均关闭时间缩短。③Ca2 浓度为0时,高血压组KCa开放概率明显高于正常组,在其它Ca2 浓度下高血压组KCa开放概率等于或低于正常组。结论:高血压病患者肠系膜动脉平滑肌细胞KCa的Ca2 敏感性较低,可能促进高血压的发生。     

Molecular cloning and functional characterization of a novel delayed rectifier potassium channel from channel catfish (Ictalurus punctatus): expression in taste buds

The gustatory system of channel catfish is widely studied for its sensitivity to amino acids. As a first step in identifying the molecular components that play a role in taste transduction in catfish, we cloned the full-length cDNA for Kv2-catfish, a novel K(+) channel that is expressed in taste buds. The deduced amino acid sequence is 816 residues, and shares a 56-59% sequence identity with Kv2.1 and Kv2.2, the other members of the vertebrate Kv2 subfamily of voltage-gated K(+) channels. The Kv2-catfish RNA was expressed in taste buds, brain, skeletal muscle, kidney, intestine and gills, and its gene is represented as a single copy in the catfish genome. Recombinant channels expressed in XENOPUS: oocytes were selective for K(+), and were inhibited by tetraethylammonium applied to the extracellular side of the membrane during two-electrode voltage clamp analysis with a 50% inhibitory constant of 6.1 mM. The channels showed voltage-dependent activation, and did not inactivate within 200 ms. Functionally, Kv2-catfish is a voltage-gated, delayed rectifier K(+) channel, and its primary structure is the most divergent sequence identified among the vertebrate members of the Kv2 subfamily of K(+) channels, being related equally well to Kv2.1 and Kv2.2.     

银杏酮酯对模拟缺血豚鼠心室肌细胞I_K的影响

目的:观察银杏酮酯(GBE50)对模拟缺血豚鼠心室肌细胞延迟整流钾电流(IK)的影响,探讨GBE50抗心肌缺血的机制。方法:采用标准膜片钳全细胞记录方法观察GBE50对正常及模拟缺血豚鼠心室肌细胞IK的影响。结果:在细胞外液中分别加入25,50,100mg/L GBE50灌流,仅100mg/L GBE50对正常心室肌细胞IK有影响(P0.05),使IK电流密度减小,I-V曲线下移;模拟缺血液灌流20minIK减小,I-V曲线下移,在模拟缺血液中分别加入25,50,100mg/L GBE50后,仅25mg/L无效,50,100mg/LGBE50灌流20min后IK稍减小,I-V曲线稍有下移,与缺血前相比无显著性差异(P0.05)。结论:100mg/LGBE50可减少正常豚鼠心室肌细胞IK;在模拟缺血条件下豚鼠心室肌细胞IK受到明显的抑制,GBE50可明显逆转缺血所致IK的抑制效应,这可能是GBE50产生心肌保护作用的重要机制之一。     

1-磷酸鞘氨醇对心肌细胞钾离子通道的作用

目的：研究1-磷酸鞘氨醇（S1P）对豚鼠心室肌细胞延迟整流钾电流（IK）、内向整流钾电流（IK1）的作用。方法：实验用胶原酶酶解法急性分离豚鼠心室肌细胞,利用全细胞膜片钳的方法记录心室肌细胞的延迟整流钾电流（IK）、内向整流钾电流（IK1）。结果：①应用S1P（1．1μmol／L）后IK从（1．24±0．26）nA降至（0．95±0．23）以（P〈0．01,n=6）,而S1P（2．2μmol／L）组IK从（1．43±0．31）nA下降到（1．02±0．28）nA,统计学有显著性差异（P〈0．01,H=6）.而S1P（1．1μmol／L）＋苏拉明（Summin）（200μmol／L）组与对照相比,IK峰值从（1．29±0．26）nA下降（1．26±0．37）nA,统计学无显著性差异（P〉0．05,n=6）．②应用S1P（1．1μmol／L,2．2μmol／L）后与对照组比较,S1P（1．1μmol／L,2．2μmol／L）分别使内向整流钾电流（IK1）峰值从（-8．94±2．01）nA和（-8．81±1．55）nA下降到（18．86±1．59）nA和（-8．55±1．39）nA,统计学无显著性差异（P〉0．05,n=6）.结论：S1P可降低豚鼠心室肌细胞延迟整流钾电流（IK）的幅值,同时S1P对豚鼠心室肌细胞内向整流钾通道（IK1）没有作用。     

Characterization of the inhibitory effects of erythromycin and clarithromycin on the HERG potassium channel

Both erythromycin and clarithromycin have been reported to cause QT prolongation and the cardiac arrhythmia torsade de pointes in humans, however direct evidence documenting that these drugs produce this effect by blocking human cardiac ion channels is lacking. The goal of this study was to test the hypothesis that these macrolide antibiotics significantly block the delayed rectifier current (I_Kr) encoded by HERG (the human ether-a-go-go-related gene) at drug concentrations, temperature and ionic conditions mimicking those occurring in human subjects. Potassium currents in HEK 293 cells stably transfected with HERG were recorded using a whole cell voltage clamp method. Exposure of cells to erythromycin reduced the HERG encoded potassium current in a concentration dependent manner with an IC₅₀ of 38.9 ± 1.2 M and Hill Slope factor of 0.4 ± 0.1. Clarithromycin produced a similar concentration-dependent block with an IC₅₀ of 45.7 ± 1.1 M and Hill Slope factor of 1.0 ± 0.1. Erythromycin (25–250 M) and clarithromycin (5 or 25 M) also produced a significant decrease in the integral of the current evoked by an action potential shaped voltage clamp protocol. The results of this study document that both erythromycin and clarithromycin significantly inhibit the HERG potassium current at clinically relevant concentrations.