心肌细胞电压依赖性钾通道的研究进展

心肌细胞电压依赖性钾通道的研究进展周军,周兆年（中国科学院上海生理研究所上海２０００３１）在心肌,分布较多且研究较为深入的电压依赖性钾通道（ＶＤＰＣ）主要是短暂外向钾通道Ｉｔｏ、延迟整流钾通道ＩＫ和内向整流钾通道ＩＫ１,它们共同参与心肌动作电位的复极...     

电压依赖性钾通道与人类神经性疾病

电压依赖性钾通道是钾通道超家族中成员最多,最为复杂的亚家族,主要包括Kvα亚单位和辅助亚单位两部分,其中快速失活A型通道和毒蕈碱敏感的M通道已被大量研究,它们广泛分布于神经系统,主要参与各种生理和病理作用,如膜兴奋性的产生,神经递质的释放,神经元细胞的增殖和退化,以及神经网络的信号传递等。目前发现Kv通道亚型或亚单位的突变与学习和记忆的损伤,共济失调,癫痫,神经性耳聋等一些神经性疾病的产生有关。     

SLE患者外周血淋巴细胞膜K(V)通道电流的变化及意义

目的 :探讨系统性红斑狼疮 (SLE)患者外周血淋巴细胞膜电压依赖性钾 [K(V) ]通道电流的变化及意义。方法 :采用膜片钳全细胞电流记录方法 ,记录了SLE患者外周血淋巴细胞膜K(V)通道电流。结果 :SLE患者淋巴细胞膜K(V)通道电流明显下降 ,正常人该通道电流幅度为 (2 5 8.6± 112 .5 )pA ,SLE患者的为 (139.4± 5 8.5 )pA(P <0 .0 5 )。通道的其它特性包括激活电压、失活特性、通道关闭动力学特性及药理学特性未见变化。结论 :SLE患者细胞免疫功能下降可能与淋巴细胞膜K(V)通道电流幅度减小有关     

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。     

电压依赖性钙通道

电压依赖性钙通道分为L、N、T三种类型,L型通道是由四个结构相似的亚区组成的跨膜蛋白亲水孔道,每个亚区又由六个α螺旋构成,其中一个为带正电的α螺旋,可能构成电压敏感装置。通道内有两个钙亲和位点,对钙的选择通透由亲和位点和离子间静电作用造成。钙通道的调制表现为对通道单位电流值、通道开放数目、电压依赖性,以及时间依赖性单独或复合的影响,通道蛋白磷酸化介导了许多生物活性物质对通道功能的调制。     

C6神经胶质瘤细胞的电压依赖性钾电流

本文全细胞膜片箝方法对大鼠传代培养Ｃ６神经胶质瘤细胞的电压依赖性Ｋ＾＋电流进行了研究。     

电离辐射对3T3细胞膜钙依赖性钾通道的影响及康复新的作用

肉芽组织增生是创伤愈合的中心环节 ,成纤维细胞不仅是这一环节的重要组成部分 ,而且还分泌一些细胞因子促进肉芽组织增生、调节伤口愈合。放射损伤使伤口愈合延迟与其抑制成纤维细胞的分化、增殖与分泌功能密切相关 ,但对其机理的深入研究的文献报道较少。近年来 ,细胞膜离子流的作用日益受到人们的重视 ,因为它与细胞的分化、增殖及细胞内大分子物质的合成与分泌等功能均有密切关系。本文研究 6Ｇｙ照射对 3Ｔ3成纤维细胞株钙依赖性钾离子通道活动的影响及促进伤口愈合药物康复新的作用 ,以期从离子通道角度探讨放射损伤后创伤愈合延迟及…     

电压门控性钾通道的结构和调控机制

电压门控性K 通道是由4个相同亚单位构成的四聚体通道,其中每个亚单位都含有1个电压感受器,并且4个亚单位合起来组成1个中央孔.电压门控性通道蛋白具有3种主要功能,一是离子通透功能,二是门控蛋白构象改变,三是门控与感知机制的偶联.通道具有高通透速率和高选择性,通过构象改变的门控机制有3种,一是S6束交叉门控,二是球链门控,三是选择性滤器的门控.     

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。     

急性分离缰核神经细胞膜上外向整流钾通道的电生理特性

钾电流参与静息电位的形成及动作电位的复极过程 ,许多神经递质通过调节Ｋ 通道的活动而影响细胞膜的兴奋性。缰核 (Ｈｂ)是连接边缘前脑至脑干背侧通路的驿站 ,参与机体活动的调节。Ｈｂ内也存在多种神经递质 ,而这些递质对Ｋ 通道活动的影响知之甚少。且关于Ｈｂ神经细胞膜上Ｋ 通道的研究主要运用分子生物学的方法 ,电生理研究较少。本实验用膜片钳的方法探讨了Ｈｂ神经细胞膜上最常见的一种Ｋ 通道的电生理特性 ,为探讨Ｈｂ内神经递质的作用机制提供基础。1　材料和方法(1 )Ｈｂ神经细胞的急性分离　将 1 0～ 2 0ｄ的ＳＤ乳鼠断头取脑 ,…     

线粒体电压依赖性阴离子通道及其调控功能

电压依赖性阴离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)是存在于线粒体外膜上的31kDa膜蛋白,能在膜上形成亲水性通道,调控阴离子、阳离子、ATP以及其他代谢物进出线粒体,在调节细胞代谢、维持胞内钙稳态,调节细胞凋亡和坏死等过程中发挥重要功能。现就VDAC的结构、特性、活性调节及对细胞功能的调控作一综述。     

川芎嗪对大鼠胸主动脉平滑肌电压依赖性Cl-通道的影响

川芎嗪(即四甲基吡嗪tetramethylpyrazine)是从具有活血化淤兼有理气功用中药川芎中分离得到的一种生物碱,现已广泛应用临床,对治疗缺血性脑血管疾病、缺血性肢体血管疾病、部分泌尿系统疾病等有明显的疗效,安全而无明显的毒副作用.有作者报道川芎嗪有明显抑制α1-肾上腺受体激动所引起持续血管收缩,而使血管舒张作用,可能与其有类似的"钙通道阻断剂"作用有关.目前认为血管平滑肌的张力与钙、钾和氯通道有关,川芎嗪与钾和氯通道的关系目前未见报道. 1 材料与方法 (1)药物川芎嗪,无锡市第七制药厂生产;DMEM,DIDS,HEPES,胰蛋白酶,EGTA,硝苯地平(nifedipine),苯肾上腺素(简称PHE)均为 Sigma公司出品,其余试剂均为市场销售的分析纯试剂.均为美国Sigma公司产品;其余的试剂均为国产分析纯.     

心肌细胞钾通道的分子学多样性

电压调控性钾通道和内向整流性钾通道是心肌细胞两类主要的钾通道,对心肌细胞动作电位的形成起重要的作用。对其分子生物学结构的多样性的研究,有助于进一步弄清其功能并为寻找理想的抗心律失常药物提供理论指导。     

G蛋白对神经细胞电压依赖性离子通道的直接调制作用

神经递质对神经细胞电压依赖性离子通道具有调制作用。近年来观察到,神经递质可通过Ｇ蛋白介导对神经细胞电压依赖性离子通道直接发挥调制作用,而不经过目前已知的多种第二信使的介导,使人们对递质,Ｇ蛋白与电压依赖性离子通道间的相互关系有了新的认识。     

胞外pH降低对肺动脉平滑肌细胞膜上电压门控性钾通道的调节

目的：观察pH对大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）钾电流的调控作用并探讨其机制。方法：用全细胞膜片钳技术记录在正常细胞外液和不同pH的灌流液中,PASMCs膜上电压门控性钾电流大小（Ikv）,并分析了其电生理学特性的改变。结果：①胞外pH降低可快速可逆性抑制Ikv。,与对照相比（pH7.4）,pH值为7.0、6.5、6.0时,＋60mV处的峰电流的抑制率分别为：16.93％±2.47％、33.03％±2.13％、41.59％±6.53％,电流一电压关系曲线右下移。②胞外pH为7.0、6.5、6.0时,使电压依赖性Gk-Em向去极化方向移动。同时使半激活电压增加。结论：在缺氧所致缺氧性肺血管收缩反应（HPV）的发生中,胞外pH的降低可参与对Ikv的调节,从而使细胞膜去极化,Ikv减小电压门控钙通道打开,平滑肌细胞收缩,这可能是缺氧导致HPV的机制之一。     

电压激活的钾通道阻断剂抑制山莨菪碱松弛去甲肾上腺素预收缩的兔主动脉平滑肌

研究显示,山莨菪碱预处理不改变高钾引起的兔主动脉环收缩,但可明显减弱去甲肾上腺素(noradrenaline,NA)、组织胺或5-羟色胺引起的收缩,且其减弱作用不受去除血管内皮影响。本实验观察了几种钾通道阻断剂对山良菪碱松弛：NA预收缩的兔主动脉环的影响。结果表明,1、3、10μmol／L山莨菪碱作用8min,可使0．01μmol／L NA预收缩的兔主动脉环松弛(P＜O．01)。10mmol／L,CsCl、1mmol／L 4-氨基吡啶、10μmol／L BaCl2、10μmol/L格列本脲、3μmol／L charybdotoxin和3μmol／L蜂毒明从分别与0．0lμmol／L NA同时加入,可增强后者收缩兔主动脉环的作用(P＜0．01)。10、30mmol／L CsCl或10、30mmol／L 4-氨基吡啶存在时,10μmol／L山茛菪碱对NA预收缩的兔主动脉环的松弛作用减弱,松弛率与对照组比较分别有极显著差异(P＜0．01);10、30μmol／L BaCl2,10、30μmol/L格列本脲,3μmol/L charybdotoxin或3μmol／L蜂毒明肽存在时,山莨菪碱对NA预收缩的兔主动脉环的松弛作用不受影响(P＞O．05)。本研究表明,电压激活的钾通道阻断剂抑制山莨菪碱松弛NA预收缩的兔主动脉平滑肌,初步提示血管平滑肌细胞膜上电压激活的钾通道参与山莨菪碱扩血管作用。     

慢性间歇性低氧降低急性缺氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞膜上电压门控性钾通道的抑制

为了从离子通道水平上探讨机体低氧适应的离子机制,本实验将雄性 SD 大鼠随机分为常氧对照组和慢性间歇性低氧组[氧浓度(10 ± 0.5) %, 间断缺氧每天 8 h]。用酶解法急性分离单个大鼠肺内动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smoothmuscle cells, PASMCs),以全细胞膜片钳技术记录 PASMCs 膜上的电压门控性钾通道 (voltage-gated potassium channel, KV) 电流,观察急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠 PASMCs 的 KV 的影响, 为机体适应低氧能力提供实验依据。结果显示:⑴常氧对照组在电流钳下,急性缺氧可使膜电位明显去极化(由-47.2 ±2.6 mV 去极到 -26.7 ±1.2 mV ); 在电压钳下, 急性缺氧可显著抑制 KV电流( 60 mV 时, KV电流密度从 153.4 ± 9.5 pA/pF降到 70.1 ± 10.6 pA/pF), 峰电流的抑制率为(57.6 ± 3.3) %, 电流-电压关系曲线向右下移。⑵慢性间歇性低氧组KV电流密度随低氧时间延长而逐渐减少(慢性低氧10 d后就有显著性意义),电流- 电压关系曲线逐渐右下移。⑶急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠PASMCs KV电流的抑制作用随慢性间歇性低氧时间延长而逐渐减弱。上述观察结果提示慢性间歇性低氧减弱急性缺氧对 KV 的抑制, 这可能是机体低氧适应的一种重要机制。     

新型钾通道开放剂对心血管ATP-敏感性钾通道基因表达的调节作用

目的：研究脂肪胺类的新型钾通道开放剂（KCO）埃他卡林（Ipt）和氰胍类的KCO吡那地尔（Pin）对大鼠心血管ATP-敏感性钾通道（KATP）的亚基SUR1、SUR2、Kir6．1和Kir6．2等在mRNA水平的调节作用。方法：SD大鼠给药1周后处死并取组织,提取总RNA,利用反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）研究以上基因在mRNA水平的改变。结果：与正常对照相比,心脏组织中,Ipt和Pin对KATP的4个亚基在mRNA水平均无显著影响;主动脉平滑肌上,Ipt对4个亚基的mRNA表达无显著影响,但Pin可显著上调SUR2的mRNA表达;尾动脉平滑肌上,Ipt对Kit6．1／Kit6．2、Pin对SUR2／Kir6．1均有显著下调的作用。结论：心肌、大动脉平滑肌和小动脉平滑肌KATP基因表达的调控不同,Ipt选择性调节小动脉平滑肌Kit6．1／Kit6．2;Ipt对心血管KATP基因表达的调节作用不同于Pin。     

戊吡虫胍对棉铃虫中枢神经细胞电压门控钙通道和钾通道的影响

【目的】戊吡虫胍是将新烟碱类和缩氨脲类杀虫剂杀虫活性部分重新组合的新型杀虫剂。但对于该类杀虫剂究竟如何影响离子通道,通道门控特性和功能是如何变化目前尚未见报道。本实验旨在明确该杀虫剂是否影响电压门控钙通道和钾通道的门控过程,探究其是否为该杀虫剂的潜在作用靶标。【方法】应用全细胞膜片钳技术检测戊吡虫胍对棉铃虫Helicoverpa armigera Hübner中枢神经细胞电压门控Ca~(2+)通道和K~+通道的影响。【结果】戊吡虫胍作用后Ⅰ-Ⅴ曲线和激活曲线均向超极化方向移动10-15 mV,具有显著性统计学差异(P0.05)。稳态失活曲线向超极化方向移动约5 mV,不具有统计学差异(P0.05)。电压门控Ca~(2+)通道峰值电流(I_(peak))有不同程度的降低。随着浓度增大I_(peak)降低有减小的趋势。此外,1μmol·L~(-1)戊吡虫胍作用后钙离子的窗口电流(I_w)面积增加幅度较10μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)大,为93.20%。提示在一定的测试电压下,该药物作用后处于激活状态的Ca~(2+)通道数目增多。另外,其作用后电压门控钾通道I_(peak)降低。随着浓度增大I_(peak)降低有减小的趋势。同时Ⅰ-Ⅴ曲线下移,激活曲线向去极化方向移动约8 mV,不具有统计学差异(P0.05)。这表明戊吡虫胍作用后K~+通道在较高电位下才能激活。【结论】戊吡虫胍能够有效抑制Ca~(2+)通道和K~+通道I_(peak),并使通道的激活曲线和失活曲线发生移动,影响Ca~(2+)通道和K~+通道的门控特性。表明棉铃虫中枢神经细胞上的电压门控Ca~(2+)通道和K~+通道是戊吡虫胍的潜在作用靶标之一。