大鼠海马CA1区锥体细胞上一种 Ca2+依赖性KATP通道

KATP通道在细胞的新陈代谢与膜兴奋性的耦联中起重要作用.采用膜片钳的内面向外式记录方法,在成年大鼠海马CA1区锥体细胞上记录到一种被胞浆侧ATP和甲糖宁(tolbutamide,一种KATP通道阻断剂)抑制的Ca2+依赖性钾离子通道.在细胞膜内外的K+浓度均为140 mmol/L时,通道的电导为(204±21) pS,翻转电位为(3.57±1.13) mV,通道无整流性.通道开放概率及ATP对通道的抑制作用均呈现电压依赖性.该KATP通道与以往报道的"经典"KATP通道有显著不同,其活动受膜电位、胞内Ca2+和ATP三重调节,表明这是一种新型的KATP通道.上述结果表明在海马神经元上至少有两种性质不同的KATP通道,提示神经元可能通过不同性质的KATP通道感受细胞内的代谢状态,进而调节细胞膜的兴奋性.     

下丘脑KATP通道与糖代谢

下丘脑葡萄糖反应神经原表面ATP敏感的钾离子（KATP）通道对于血糖浓度调节发挥着重要的作用.胰岛素、长链脂肪酸、葡萄糖及其代谢物等均可以激活KATP通道,通过迷走神经而限制肝脏的葡萄糖生成,以保持血糖浓度的相对恒定.KATP通道调节异常可能导致Ⅱ型糖尿病等的发生,因此下丘脑KATP通道与糖代谢关系的研究为相关疾病的治疗带来新的希望.     

ATP敏感钾通道调节血管张力的分子机制(英文)

ATP敏感钾通道(ATP-sensitive potassium channel, KATP通道)广泛分布在血管系统,并在血管张力调节中发挥重要作用。 KATP通道由4个孔道形成的内向整流钾离子通道(inward rectifier K+ channels, Kir)亚基和4个磺脲受体调节亚基(sulfonylu-rea receptor, SUR)组成。尽管其它一些亚基在血管中也存在,Kir6.1/SUR2B是主要的血管亚型KATP通道。KATP通道转基因小鼠的研究以及人群中KATP通道基因突变的发现,都强烈支持KATP通道对于心血管系统的动态平衡调控是不可缺少的。大量的血管活性物质通过调节KATP通道活性来改变血管平滑肌细胞的膜电位,从而调节血管张力。多数内源性血管收缩物质,例如血管加压素,激活蛋白激酶C (protein kinase C, PKC),磷酸化KATP通道并抑制其活性;而血管扩张物质,如血管活性肠肽,通过增加cAMP的形成和提高蛋白激酶A (protein kinase A, PKA)的活性来增加KATP通道的活性。PKC作用于Kir6.1亚基C-末端,磷酸化4个保守的丝氨酸,而PKA磷酸化SUR2B亚基第2核苷酸结合域的Ser1387位点。血管KATP通道也受活性氧的调节,其中Kir6.1的Cys176是一个重要的过氧化物调节位点。此外,KATP通道功能可被一些慢性的病理生理条件上调,如感染性休克。核因子-κB依赖的基因转录是脂多糖诱导的血管KATP通道激活的一个机制。本综述将概括性描述血管KATP通道在生理和病理情况下受到的调节,以期阐明血管KATP通道在治疗和预防心血管疾病方面可能是一个有用的靶点。     

ATP敏感性钾通道与帕金森病关系的研究进展

ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium channels,KATP)是一种在人体多种组织广泛分布的内向整流钾通道。KATP主要受到细胞内ATP水平、氧化应激等因素的调控,能够将细胞能量代谢和电活动相耦联,在生理和病理生理过程中发挥作用。在脑内,KATP广泛分布在黑质、海马、大脑皮质、迷走神经背侧核等区域的神经细胞内,参与神经元的兴奋性、线粒体功能以及神经递质释放等过程调节。近年来,越来越多的研究表明,KATP在帕金森病(Parkinson’s disease,PD)中发挥重要的作用。本文从KATP在黑质多巴胺能神经元退行性变中的作用,对线粒体功能和神经元放电模式的影响以及在纹状体α-突触核蛋白分泌和小胶质细胞激活中的作用等方面,综述了KATP在PD发病中的作用。     

核苷酸对ATP-敏感性钾通道开放剂吡那地尔舒血管效应的调节作用

目的: 在正常Wistar大鼠离体主动脉上,研究核苷酸类物质ATP,ADP,UDP,GTP及其代谢产物腺苷(Ade)对ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium channel,KATP)开放剂吡那地尔(pinacidil,Pin)舒血管效应的影响,以评价其对动脉平滑肌KATP功能的调节作用.方法: 大鼠离体主动脉去内皮血管环以核苷酸或核苷酸与格列本脲(Gli)孵育10 min后,再以KCl 20 mmol*L-1诱发收缩,观察Pin的血管舒张效应的变化.结果: 离体去内皮大鼠主动脉标本经ATP,ADP,UDP和GTP 4种核苷酸和Ade在100 μmol*L-1浓度下预孵育后,Pin舒血管作用发生变化:①ATP可减弱Pin对KATP的开放作用,但增强Gli对KATP的阻断作用.②ADP既减弱Pin对KATP的开放作用,又减弱Gli对KATP的阻断作用.③Ade对KATP功能的调节与ADP相似,既减弱Pin对KATP的开放作用,又减弱Gli对KATP的阻断作用.④UDP 100 μmol*L-1可增强Pin对KATP的开放作用,但减弱Gli对KATP的阻断作用.⑤GTP可增强Pin激活KATP开放的作用,但对Gli阻断KATP开放的作用无影响.结论: 不同的核苷酸和腺苷均可调节血管平滑肌KATP的功能,但其调节作用的药理学特征并不相同.     

成年大鼠海马CA1区锥体细胞K_(ATP)通道的特性

为了解成年大鼠海马CA1区锥体细胞KATP 通道的特性 ,实验采用膜片钳技术的内面向外式记录法 ,在急性分离的CA1区锥体神经元上 ,研究了可被胞浆侧ATP所抑制的钾离子单通道的特性。当细胞膜内外两侧的K 浓度均为 14 0mmol/L时 ,通道的电导为 63pS ,翻转电位为 1 71mV ,通道呈弱内向整流性。在负钳制电位时 ,通道开放时常被短时程的关闭所打断 ,而在正钳制电位时 ,这种短时程的关闭状态明显少于负钳制电位时。但通道开放概率未见明显的电压依赖性。ATP对通道活动的抑制作用呈浓度依赖性 ,抑制通道活动 5 0 %的ATP浓度为 0 1mmol/L。KATP 通道的特异性阻断剂tolbutamide (甲糖宁 ,1mmol/L)可完全阻断通道的活动 ,而KATP 通道开放剂diazoxide (二氮嗪 ,1mmol/L)则不增强通道的活动。     

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。     

成年大鼠海马CA1区锥体细胞KATP通道的特性

为了解成年大鼠海马CA1区锥体细胞KATP通道的特性,实验采用膜片钳技术的内面向外式记录法,在急性分离的CA1区锥体神经元上,研究了可被胞浆侧ATP所抑制的钾离子单通道的特性,当细胞膜内外两侧的K^ 浓度均为140mmol/L时,通道的电导为63pS,翻转电位为1．71mV,通道呈弱向内向整流性,在负钳制电位时,通道开放时常被短时的关闭所打断,而在正钳制电位时,这种短时程的关闭状态明显少于负钳制电位时,但通道开放概率未见明显的电压依赖性,ATP对通道活动的抑制作用呈浓度依赖性,抑制通道活动50％的ATP浓度为0．1mmol/L.KATP通道的特异性阻断剂tolbutamide(甲糖宁,1mmol/L)可完全阻断通道的活动,而KATP通道开放剂diazoxide(二氮嗪,1mmol/L）则不增强通道的活动。     

ATP敏感性钾通道与2型糖尿病

ATP敏感性钾通道（KATP）是调节葡萄糖代谢平衡的关键因子。KATP通道的遗传变异可改变β-细胞电活性、葡萄糖代谢平衡,增加2型糖尿病易感性,因此,编码该通道的基因可作为2型糖尿病的易感标记。Kir6．2的E23K多态性在高加索人群中与2型糖尿病易感性增加和肥胖相关。E23K多态性在高加索人群中较常见,提示其可能具有进化优势。     

钾通道功能异常与帕金森病

以ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium channels,KATP)和电压依赖性钾通道(voltage-gated potassium channels,Kv)为代表的钾离子通道在基底节中存在大量的分布和表达,目前认为其功能异常与帕金森病(Parkinson's disease,PD)的发病密切相关,在PD的病理生理过程中具有重要作用.不同类型的钾通道调制剂对于不同类型的PD模型具有一定的治疗作用,钾通道有望成为PD的一种新型治疗靶点.     

过氧化氢预处理对抗氧化应激诱导的PC12细胞凋亡

氧化应激可明显地诱导细胞凋亡。本研究旨在探讨H2O2预处理能否对H2O2诱导的PC12细胞凋亡生产保护作用及ATP敏感性K^ （ATP-sensitive potassinm,KATP）通道在其中的作用。采用PI染色流式细胞仪（flow cytometry, FCM）检测PC12细胞凋亡。结果表明,经10μmol/L H2O2预处理90min的PC12细胞,分别在20、30、50和100μmol/L H2O2作用24h后,其细胞凋亡率明显下降,与未经H2O2的预处理的PC12细胞相比,差异极显著（P＜0.01）,表明H2O2预处理对H2O2诱导PC12细胞凋亡具有保护作用。用10μmol/L的KATP通道激动齐pinacidil(Pin)可显著减少30和50μmol/L H2O2诱导的PC12细胞凋亡,10μmol/L的KATP通道拮抗齐glybenclamide（Gly）则可显著地抑制甚至取消KATP通道激动剂Pin对H2O3诱导PC12细胞凋亡的保护作用,但并不影响H2O2预处理对H2O2诱导PC12细胞凋亡的保护作用;然而,当联合应用H2O2预处理与Pin时,对PC12细胞凋亡的保护作用显大于各自的细胞凋亡作用。提示KATP通道开放不仅对H2O2诱导PC12细胞凋亡具有保护作用,而且与H2O2预处理一起产生抗PC12细胞凋亡的协同作用。但KATP通道开放可能不参与H2O2预处理的适应性保护作用。     

一氧化碳对细胞离子通道的作用研究进展

内源性一氧化碳(carbon monoxide,CO)是一种旁分泌和自分泌气体信息分子,对多种离子通道有调节作用.CO对血管平滑肌细胞和颈动脉体球细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance calcium-activated potassium channels,BKCa channels)均有激活作用;对血管平滑肌细胞膜ATP敏感钾通道(ATP-sensitive potassium channels,KATP channels)和心肌线粒体膜KATP通道可能有开放作用;对重组的人双孔钾通道hTREK-1有调节作用;但对钙通道的作用则随细胞类型的不同而不同,可能表现为开放或抑制.     

ATP敏感的钾通道与预适应心肌保护作用

缺血、药物等多种因素产生的预适应现象都具有显著的心肌保护作用。ATP敏感的钾通道是介导预适应保护作用的重要环节。目前多数研究结果表明是线粒体而非质膜ATP敏感的钾通道介导了预适应的保护作用,但它是否为此过程的最终效应器尚有待更多更深入的研究,未来线粒体ATP敏感钾通道的克隆和调控机制的揭示,将是从根本上解决这一问题的关键。     

pHi对急性分离大鼠新皮层神经元KATP通道的影响

目的和方法 :采用膜片钳技术之膜内面向外记录方法 ,在急性分离大鼠皮层神经元上 ,研究胞内酸碱环境改变对神经元ATP敏感钾通道的影响。结果 :Vp = 6 0mV时 ,pH6 .0组开放概率 2 .2 0 %± 0 .5 7% (n =1 0 )较 pH7.3时的开放概率 8.41 %± 1 .2 0 % (n =1 6 )显著降低 (P <0 .0 1 ) ;pH 8.0组开放概率 1 8.2 9%± 4.0 5 % (n =8)较 pH7.3时明显增加 (P <0 .0 1 )。当浴液由 pH 7.3降为pH 6 .0时 ,有 40 %出现多级通道电流并可逆转。当浴液 pH6 .0及 pH 8.0时 ,ATP抑制通道开放概率的量效曲线 ,与pH 7.3时比较无明显改变 (P >0 .0 5 )。 结论 :脑细胞内氢离子可能参与KATP通道的调节 :胞内酸化环境可进一步激活KATP通道多级电流 ,保护脑缺血缺氧损伤 ;而KATP,通道开放 ,膜超极化到一定程度 ,胞内酸化环境又可抑制通道开放。     

KATP通道对缺氧海马CA1区神经元损伤保护作用的机制

目的:探讨KATP通道在缺氧中对海马CA1区神经元的保护作用机制。方法:比较对照组、单纯缺氧组、KATP通道激动剂 缺氧组、KATP通道阻断剂 缺氧组中神经元p53 mRNA的表达、DNA断裂、以及神经元存活情况。结果:将神经元暴露在氧浓度为0%的缺氧环境中12h,KATP通道的激动剂二氮嗪(diazoxide,100μmol/L)显著降低p53 mRNA的表达量及细胞的凋亡数量。KATP通道的阻断剂甲糖宁(tolbutamide,100μmol/L)使p53mR-NA表达量显著增加,细胞的凋亡数量也随之显著增加。p53的特异性阻断剂曲古抑菌素(trichostatin,TSA)可以逆转甲糖宁(tolbutamide,100μmol/L)的作用。结论:KATP通道可以通过下调p53 mRNA的表达水平,对缺氧中的海马CA1区神经元起到保护作用。     

Syn-1A在抑制弱酸性pH诱导的KATP通道活化过程中的作用

目的：观察Syn-1A在抑制弱酸性pH诱导的KATP通道活化过程中的作用及机制。方法：用稳定表达Kir6.2/SUR2A KATP通道的HEK-293细胞构建细胞膜内面向外的记录方式,并给细胞膜片连续灌流含或不含Syn-1A的pH7.4,7.0,6.8,6.5和6.0的溶液,观察弱酸性pH对通道的活化作用及Syn-1A对上述作用的抑制,并采用体外结合实验分析不同pH对Syn-1A与SUR2A亚单位结合的影响。结果：Syn-1A可抑制pH 6.5,6.8和7.0时诱发的通道活化作用,Syn-1A与SUR2A的结合在pH7.4至6.0范围内,随pH下降逐渐增加。结论：Syn-1A对KATP通道的抑制作用可缓冲pH波动引起的KATP通道开放,从而抑制折返性心律失常的发生。     

线粒体内质网结构偶联介导的线粒体Ca~(2+)摄取及其与肿瘤发生关系研究进展

线粒体内质网结构偶联(mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes,MAMs)是线粒体外膜与内质网膜间形成的、具有稳定间距的相互作用膜结构,在介导两细胞器间的物质和信息传递中发挥关键作用。研究表明, MAMs上分布有大量Ca~(2+)转运通道及相关调控蛋白,可精细调控线粒体Ca~(2+)稳态及ATP生成、细胞凋亡等一系列重要细胞生命活动。进一步研究还发现,MAMs上富集了大量肿瘤相关分子,因此,其参与恶性肿瘤发生的作用机制迅速成为肿瘤基础研究的热点。该文围绕MAMs对线粒体Ca~(2+)摄取及肿瘤发生调控的最新研究进展予以综述,旨在为进一步理解肿瘤发病机制提供新的思路和依据。     

植物水通道蛋白的干旱应答机制研究进展

干旱胁迫是严重影响全球作物生产的非生物胁迫之一,研究植物耐旱机制已成为一个重要领域。水通道蛋白是一类特异、高效转运水及其它小分子底物的膜通道蛋白,在植物中具有丰富的亚型,参与调节植物的水分吸收和运输。近10年来,水通道蛋白在植物不同生理过程中的作用,一直受到研究人员的关注,特别是在非生物胁迫方面,而研究表明水通道蛋白在干旱胁迫下对植物的耐旱性起着至关重要的作用,能维持细胞水分稳态和调控环境胁迫快速响应。水通道蛋白在植物耐旱过程中的调控机制及功能较复杂,而关于其应答机制和不同亚型功能性研究的报道甚少。该文综述了植物水通道蛋白的分类、结构、表达调控和活性调节,分别从植物水通道蛋白响应干旱表达调控机制、水通道蛋白基因表达的时空特异性、水通道蛋白基因的表达与蛋白丰度,水通道蛋白基因的耐旱转化四个方面阐明干旱胁迫下植物水通道蛋白的表达,重点阐述其参与植物干旱胁迫应答的作用机制,并提出水通道蛋白研究的主要方向。     

柚皮素对心肌缺血再灌注损伤的保护作用

柚皮素(naringenin, Nari)具有抗氧化和抗动脉粥样硬化的效应,并能激活ATP敏感性钾离子通道(KATP)以给心脏提供保护。为了探究Nari对心脏保护的机制,本研究选取成年雄性SD大鼠为研究对象,并将大鼠分为4组:对照组、NARI组、NARI+格列本脲(GLI)组和NARI+5-羟基癸酸(5-HD)组。将实验小鼠的心脏分离,Langendorff灌流,缺血处理30 min,然后再灌注60 min,测定其左心室压力、冠脉流出液中乳酸脱氢酶(LDH)、心肌超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量以及测量心肌梗死面积。结果发现,2.5μmol/L以上浓度的Nari能够促进左心室功能恢复,冠脉流出液中LDH降低,心肌梗死面积明显减少,说明Nari可增加心肌SOD活性,并减少心肌MDA含量,同时Nari的这种心脏保护作用可被GLI和5-HD阻断。研究证明,Nari在缺血再灌注损伤时具有心脏保护作用,其机制可能与通过激活细胞和线粒体膜KATP通道发挥增强心肌抗氧化的能力有关。     

K_(ATP)通道介导异氟醚所致的冠状动脉细小分支的舒张

目的和方法 :用微血管口径直接测量技术 ,评介挥发性麻醉气体Isoflurane,KATP通道开放剂cromakalim和非特异性血管扩张剂sodiumnitroprusside对猪冠状动脉细小分支直径的作用 ,并研究了KATP通道阻断剂 glibenclamide对血管口径的影响。结果 :Glibenclamide显著阻断Isonurane和cromakalim的血管扩张作用 ,而sodiumnitroprusside则不受影响。结论 :Isoflurane扩张冠状动脉细小分支的作用是由KATP通道所中介的。