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1.
Neuronal Kv7/KCNQ channels are critical regulators of neuronal excitability since they potently suppress repetitive firing of action potentials. These voltage-dependent potassium channels are composed mostly of Kv7.2 / KCNQ2 and KvT.3 / KCNQ3 subunits that show overlapping distribution throughout the brain and in the peripheral nervous system. They are also called 'M-channels' since their inhibition by muscarinic agonists leads to a profound increase in action potential firing. Consistent with their ability to suppress seizures and attenuate chronic inflammatory and neuropathic pain, mutations in the KCNQ2 and KCNQ3 genes are associated with benign familial neonatal convulsions, a dominantly-inherited epilepsy in infancy. Recently, de novo mutations in the KCNQ2 gene have been linked to early onset epileptic encephalopathy. Notably, some of these mutations are clustered in a region of the intracellular cytoplasmic tail of Kv7.2 that interacts with a ubiquitous calcium sensor, calmodulin. In this review, we highlight the recent advances in understanding the role of calmodulin in modulating physiological function of neuronal Kv7 channels including their biophysical properties, assembly, and trafficking. We also summarize recent studies that have investigated functional impact of epilepsy-associated mutations localized to the calmodulin binding domains of Kv7.2.  相似文献   

2.
电压门控钾通道Kv1.3和钙激活钾通道KCa3.1是单核/巨噬细胞上的两种钾通道。本文旨在研究阻断Kv1.3和KCa3.1钾通道对于单核/巨噬细胞增殖和趋化功能的影响。用趋化实验检测单核/巨噬细胞对Ly-6Chi单核细胞(炎症型单核细胞)的趋化作用,用CCK8试剂盒检测单核/巨噬细胞的增殖情况,用ELISA法检测趋化因子CCL7的浓度变化,用趋化实验检测趋化因子CCL2和CCL7对炎症型单核细胞的趋化作用。结果显示,结果显示,分别用KCa3.1特异性阻断剂TRAM-34和Kv1.3强效阻断剂Sh K阻断这两种钾离子通道后,单核/巨噬细胞对Ly-6Chi单核细胞的趋化能力降低;Sh K使单核/巨噬细胞增殖受到显著抑制。用TRAM-34和Sh K孵育过的Ly-6Chi单核细胞对CCL2的敏感性下降。以上结果提示,Kv1.3和KCa3.1钾通道在单核/巨噬细胞活化、增殖和趋化过程起重要作用,这两种钾通道有望成为自身免疫性疾病和急性心肌梗死后心肌重塑调节的靶点。  相似文献   

3.
K+通道亚型Kv4.3在调节心肌细胞动作电位的幅度与时程方面具有重要作用,是治疗心律失常的有效作用靶点,但目前世界上该通道的特异性抑制剂非常缺乏。敬钊毒素-V(Jingzhaotoxin-V,JZTX-V)是从敬钊缨毛蜘蛛粗毒中纯化到的一种新型肽类神经毒素,能够部分抑制大鼠背根神经节细胞上的瞬时外向K+电流,其半数有效抑制浓度(IC50值)为52.3nmol/L。为了研究JZTX-V对Kv4.3通道的作用,本实验通过多肽固相化学合成的方法得到JZTX-V,并用双电极杆电压钳技术检测JZTX-V对表达在非洲爪蟾卵母细胞上的Kv4.3通道电流的作用。结果显示,JZTX-V能够完全抑制Kv4.3通道电流,并且这种抑制作用具有浓度依赖性和时间依赖性,其IC50值为425.1nmol/L,JZTX-V还能够使通道的电流-电压关系曲线和稳态失活曲线分别向去极化方向漂移大约29mV和10mV,改变Kv4.3通道的动力学特征,因此我们推测JZTX-V是一种Kv4.3通道门控调制毒素。以上研究结果对于开发心肌Kv4.3通道的分子探针及以Kv4.3通道为靶点的药物设计具有借鉴作用。  相似文献   

4.
慢激活延迟整流钾电流(slowly activated delayed rectifier potassium current,IKs)由KCNQ1通道与KCNE1通道共同编码。KCNQl或KCNEl通道电流功能上调能够引发短QT综合征。全新化学结构化合物QO-58对KCNQ1-5通道具有开放作用。该文采用电生理膜片钳技术探讨QO-58对KCNQl/KCNEl/IKs通道电流作用,观察QO-58的心脏电生理毒性。结果表明,化合物QO-58能够浓度依赖性地增大KCNQ1/KCNE1通道电流,并且引起KCNQ1/KCNE1通道电流电压关系曲线向超极化方向移动。QO-58能够轻微增大豚鼠心室肌IKs通道电流,但对豚鼠乳头肌动作电位时程无显著影响。结果提示,QO-58心脏电生理毒性较低,具有进一步研发成为治疗兴奋性增强等相关疾病的新型药物的潜力。  相似文献   

5.
近年来发现,K+通道与乳腺癌细胞的增殖和转化密切相关,但机制尚不清楚。本研究室前期报道了K+通道阻断剂4-氨基吡啶(4-aminopyridine,4-AP)能够抑制人乳腺上皮细胞的增殖,本文则进一步检测几种电压门控K+通道(voltage-gatedK+channel,Kv)在人乳腺上皮细胞系MCF10A中的表达,运用全细胞膜片钳技术,初步研究了该细胞K+通道的特性,观察K+通道阻断剂对细胞增殖以及信号通路蛋白活性的影响。结果显示,MCF10A细胞均有Kv1.1、Kv1.2、Kv1.3和Kv1.5基因mRNA的表达,其中Kv1.5表达量明显高于乳腺癌细胞MCF7。全细胞膜片钳钳制细胞于-60mV,给予持续时间800ms、范围从-60mV到+60mV的去极化刺激电压,步幅为10mV,然后给予持续150ms的-60mV的刺激,刺激频率为1Hz,可记录到一种跨膜电流,该电流具有电压依赖、外向整流的特性,并且能被Kv通道阻断剂4-AP阻断,证实该细胞膜存在Kv通道。此外,4-AP阻断K+通道10min后,与增殖相关的有丝分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)信号通路ERK1/2蛋白活性增强而p38蛋白活性减弱;5mmol/L4-AP处理细胞48h后,MCF10A的生长抑制率为25.29%。以上结果提示,在人乳腺上皮细胞系MCF10A细胞膜上存在不同亚型的Kv通道,该通道可被4-AP阻断,并且4-AP能够抑制MCF10A细胞的增殖,其机制可能与细胞增殖信号通路不同成员的活性调节有关。  相似文献   

6.
M通道是一种电压依赖性非失活的钾离子通道,属于KCNQ家族,主要分布于神经细胞、平滑肌细胞、内耳毛细胞等,该通道在调节神经兴奋性、平滑肌张力和听觉等方面发挥作用。越来越多的研究证实KCNQ基因突变或M通道功能失调与许多疾病有关,并且已经发现一些药物可以通过调节M通道达到治疗作用。本文着重从电生理学、分子生物学、病理生理学等方面介绍了M通道的研究进展。  相似文献   

7.
脑胶质瘤是原发性颅内恶性肿瘤。患者的5年存活率不足1%。目前,除手术切除外,尚无有效的治疗手段。近年来发现,脑胶质瘤发病可能与多种钾离子通道的异常表达有关。自噬是膜包裹部分胞质和细胞内需降解的蛋白质、细胞器,并与溶酶体一起降解其所包裹内容物的生理过程。诱导胶质瘤细胞的自噬,促进其凋亡是肿瘤治疗的一种新策略。本室前期研究发现,电压依赖型钾通道1.5(Kv1.5)参与胞膜小窖标志蛋白质(caveolae,Cav-1)介导的多种肿瘤细胞的增殖和凋亡,但是否参与胶质瘤细胞的自噬并不清楚。本文首先利用不同浓度的K+通道阻断剂四乙胺(tetra-ethylammonium,TEA)、Kv通道阻断剂四氨基吡啶(4-amino-pyridine,4-AP)和Kv1.5通道特异性阻断剂DPO-1(diphenyl phosphine oxide-1)分别在不同时间,作用于人脑胶质瘤细胞U251,观察其对细胞存活的影响。发现DPO-1对U251细胞具有双向作用:低浓度促进存活,高浓度抑制存活。其中,1 mmol/L DPO-1处理6 h,可促进自噬相关蛋白质LC3的表达,而抑制mTOR信号蛋白质的磷酸化水平,表明Kv1.5通道可能参与胶质瘤细胞的自噬。然后,利用基因转染技术分别敲低和过表达Kv1.5通道的蛋白质水平,发现敲低Kv1.5通道蛋白,促进胶质瘤细胞的自噬,激活ERK信号通路,而过表达Kv1.5通道蛋白,则抑制胶质瘤细胞的自噬。进一步利用流式细胞技术观察细胞凋亡,发现改变Kv1.5通道蛋白的表达水平,可诱发细胞早期凋亡。提示Kv1.5通道参与人脑胶质瘤细胞的自噬过程。这为临床利用特异性Kv通道阻断剂靶向治疗胶质瘤提供了新的理论和实验依据。  相似文献   

8.
本研究采用全细胞膜片钳技术、实时荧光定量PCR技术及Western blot技术检测自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rat,SHR)和Wistar大鼠外周血淋巴细胞电压依赖性钾通道(voltage dependent potassium channel,Kv)电流密度及Kv1.3mRNA和蛋白表达水平,探讨淋巴细胞Kv通道在高血压病中的变化,为高血压病淋巴细胞激活提供证据。结果显示:(1)SHR淋巴细胞Kv峰值(取自阶跃电压中+60mV)电流密度为(119±10)pA/pF(n=30),Wistar大鼠为(56±9)pA/pF(n=40),SHR淋巴细胞Kv峰值电流密度明显高于Wistar大鼠(P0.05);(2)与Wistar大鼠相比,SHR淋巴细胞Kv1.3 mRNA表达增多(P0.05);(3)SHR淋巴细胞Kv1.3蛋白表达水平高于Wistar大鼠(P0.05)。结果提示,SHR淋巴细胞上有更多功能性Kv通道,Kv通道可能与SHR淋巴细胞激活有关。  相似文献   

9.
KCNQ钾通道是一类电压门控钾离子通道,具有慢激活和不失活的特点,参与调控细胞的正常代谢。KCNQ钾通道包括KCNQ1~KCNQ5五个亚型,在心脏、神经元和平滑肌等组织广泛分布,并在调节细胞兴奋性和离子平衡中发挥着重要的生理功能。KCNQ功能失调导致多种人类疾病,因此被认为是治疗癫痫、心律失常、疼痛、耳聋和认知功能障碍等疾病的重要药物靶点。2011年,FDa批准KCNQ激动剂Retigabine上市,进一步促进了以KCNQ为靶点的小分子调节剂的研究。在综述中主要介绍了KCNQ钾通道小分子调节剂的研究进展。  相似文献   

10.
细胞膜上存在着对电压敏感、被Ca~(2 )激活、同受体偶合和具有一定特异性的多种类型的K~ 通道,它们已被确定为某些药物主要作用的位点。一些K~ 通道阻断剂可以促进胰腺分泌胰岛素,对抗心律失常;而K~ 通道开放剂可使多种平滑肌舒张。胰岛β细胞上的K~ 通道是一种对ATP敏感的K~ 通道。它是细胞内葡萄糖水平和由葡萄糖引起的β细胞膜电位变化的中间环节。葡萄糖在细胞内代谢产生ATP,使β细胞除极,阻断该类K~ 通道而促进胰岛素的分泌。甲糖宁等磺酰脲类的作用位点就在这类K~ 通道上,它们促进胰岛素的分泌,是一种K~ 通道阻断剂。虽然二氮嗪也作用于同类的K. 通道,但作用相反,是一种开放剂。它可通过使K` 通道开放而抑制胰岛素的释放。  相似文献   

11.
Mink相关蛋白1(MiRP1)是由KCNE基因家族成员KCNE2编码的具有一个跨膜结构的小分子蛋白质,发生在KCNE2上的相关突变能够引起遗传性长QT间期综合症(long QT syn&ome,LQT6),但其机制不明.以往的工作表明,MiRP1调节瞬间外向钾电流(transient outward current,Ito)的功能,对维持心电稳定性具有重要的调节作用.在哺乳细胞系COS-7表达系统利用膜片钳全细胞记录方式,研究了两种LQT6相关的突变体157T和V65M对Kv4.3通道功能的影响,从MiRP1对Ito功能调控的改变探讨LQT6引起心律失常的电生理机制.结果表明,KCNE2与Kv4.3共表达后对通道功能具有明显的调控作用,使通道的激活和失活明显减慢,电压依赖性失活发生正向移位,同时加快Kv4.3通道从失活中的恢复.157T与Kv4.3共表达的通道,门控动力学以及通道的恢复特性更接近Kv4.3单独表达的通道,表现为丧失KCNE2的功能—“loss of function”,而V65M的作用则与之刚好相反,对Kv4.3门控动力学和恢复特性的调节较KCNE2更强,同时,使通道电流密度明显降低,表现为增强KCNE2的功能——“gain of function”.由此推论,KCNE2对k功能有重要的调节作用,发生在KCNE2基因上的突变,无论是增强(V65M)还是减弱(157T)KCNE2的功能都可能通过改变Ito在心脏电稳定性中的贡献,从而使心脏在某些条件下发生心律失常.  相似文献   

12.
Li Q  Bi HR  Zhang R  Zhu DL 《生理学报》2006,58(1):77-82
通过组织浴槽血管环方法观察Kv3.4通道特异阻断剂BDS-Ⅰ对15-羟二十碳四烯酸(15-hydroxyeicosatetraenoic acid,15-FETE)收缩肺动脉血管的影响;通过酶法分离、培养Wistar大鼠肺动脉血管平滑肌细胞(pulmonary artery smooth musclecells,PASMCs),RT-PCR和Western blot技术观察15-HETE对大鼠PASMCs上Kv3.4通道表达的影响,以探讨Kv3.4通道在15-HETE收缩肺动脉过程中的作用。结果如下:(1)15-HETE以浓度依赖方式使肺动脉环张力增加,对缺氧组大鼠肺动脉环张力作用更为明显,与正常对照组相比差异显著;(2)除去肺动脉内皮后,15-HETE引起血管收缩的强度较内皮完整时增强,呈剂量依赖性收缩反应;(3)阻断Kv3.4通道可抑制15-HETE收缩肺动脉;(4)15-HETE下调PASMCs膜上Kv3.4通道mRNA及蛋白质表达。上述观察结果提示Kv3.4通道参与由15-HETE引起的缺氧肺动脉血管收缩(hypoxic pulmonary vasoconstriction,HPV)。  相似文献   

13.
Mink相关蛋白1(MiRP1)是由KCNE基因家族成员KCNE2编码的具有一个跨膜结构的小分子蛋白质,发生在KCNE2上的相关突变能够引起遗传性长QT间期综合症(long QT syndrome,LQT6),但其机制不明.以往的工作表明,MiRP1调节瞬间外向钾电流(transient outwatd current,Ito)的功能,对维持心电稳定性具有重要的调节作用.在哺乳细胞系COS-7表达系统利用膜片钳全细胞记录方式,研究了两种LQT6相关的突变体157T和V65M对Kv4.3通道功能的影响,从MiRP1对Ito功能调控的改变探讨LQT6引起心律失常的电生理机制.结果表明,KCNE2与Kv4.3共表达后对通道功能具有明显的调控作用,使通道的激活和失活明显减慢,电压依赖性失活发生正向移位,同时加快Kv4.3通道从失活中的恢复.157T与Kv4.3共表达的通道,门控动力学以及通道的恢复特性更接近Kv4.3单独表达的通道,表现为丧失KCNE2的功能--"loss of function",而V65M的作用则与之刚好相反,对Kv4.3门控动力学和恢复特性的调节较KCNE2更强,同时,使通道电流密度明显降低,表现为增强KCNE2的功能--"gain of function".由此推论,KCNE2对Ito功能有重要的调节作用,发生在KCNE2基因上的突变,无论是增强(V65M)还是减弱(I57T)KCNE2的功能都可能通过改变Ito在心脏电稳定性中的贡献,从而使心脏在某些条件下发生心律失常.  相似文献   

14.
本研究旨在阐明电压门控性钾通道1.3(Kv1.3)在巨噬细胞吞噬功能中的作用.利用RAW264.7巨噬细胞吞噬鸡红细胞的半定量检测系统及吞噬异硫氰酸荧光素标记的大肠杆菌(E.coli)k-12的流式细胞术定量检测系统测定巨噬细胞的吞噬功能.研究发现,用海葵神经毒素(Sh K)(100 pmol/L)选择性阻断Kv1.3通道能显著增强处于静息状态的和被脂多糖(LPS)激活的RAW264.7巨噬细胞吞噬鸡红细胞的能力;Sh K也可增强静息RAW264.7细胞吞噬大肠杆菌的能力,但由于LPS刺激吞噬的效应近乎饱和,Sh K并不能进一步增加被LPS激活的RAW264.7细胞吞噬大肠杆菌的数量.Sh K促进LPS激活的RAW264.7细胞释放一氧化氮(NO),但并不增加静息RAW264.7细胞的NO释放.Sh K(100 pmol/L)自身并不影响静息RAW264.7细胞释放细胞因子,但能抑制LPS激活的RAW264.7细胞释放白细胞介素-1?.Sh K(100 pmol/L)对RAW264.7细胞的活力无明显影响.RAW264.7细胞表达Kv1.3通道蛋白;LPS使RAW264.7细胞的Kv1.3蛋白表达下调,菲律宾菌素Ⅲ(小凹蛋白依赖性内吞途径抑制剂)使Kv1.3蛋白表达上调,细胞松弛素D对Kv1.3蛋白表达无明显影响.研究表明,RAW264.7细胞表达Kv1.3蛋白;阻断Kv1.3通道可增强RAW264.7细胞的吞噬能力和NO生成.结果提示,Kv1.3通道可能是RAW264.7细胞吞噬活动的负调节因子,有可能成为治疗巨噬细胞吞噬功能异常相关疾病的一个靶点.  相似文献   

15.
为探究如何利用CRISPR/Cas9系统靶向敲除Jurkat T细胞Kv1.3通道编码基因Kcna3,以期阐明Jurkat T细胞中Kv1.3通道介导的病理生理功能,本研究设计Kcna3第一个外显子sgRNA,将构建的pX458-sgRNA重组质粒经电穿孔方式转染Jurkat T细胞,联合使用T7EN1酶切、基因组PCR产物和TA克隆测序、Western Blot检测以及电生理、钙成像和ELISA等功能检测技术鉴定Jurkat T细胞中Kcna3敲除效果.测序结果显示,靶向Kcna3基因CRISPR/Cas9重组质粒pX458-sgRNA建立成功,设计的sgRNA2可高效切割基因组DNA. Western Blot未检测出Kv1.3蛋白表达,基因组PCR产物及TA克隆测序显示发生Indel突变.全细胞膜片钳实验结果表明, Kcna3敲除成功的Jurkat T细胞未记录到Kv1.3通道电流,钙成像技术显示Kcna3敲除Jurkat T细胞内自由Ca2+浓度上升的幅度显著低于野生型Jurkat T细胞. ELISA实验结果显示,与野生型Jurkat T细胞相比, Kcna3敲除Jurkat T细胞IL-2水平显著下降(P0.001).本研究成功利用CRISPR/Cas9系统靶向敲除Jurkat T细胞Kcna3,有力证明Kv1.3介导了Jurkat T细胞的免疫炎症反应,为深入研究Kv1.3通道的病理生理功能提供了新的细胞模型.  相似文献   

16.
ATP敏感性钾通道对K^+有较高的选择性,且有相当高的电导。磺酰脲类药物对ATP敏感性钾通道有特异的抑制作用,而一些开放剂对其有激活作用。缺血或其它代谢抑制时,ATP浓度下降,腺苷产生产增加,两者激活ATP敏感性钾通道,对心肌缺血再灌注损伤起保持作用;ATP敏感性钾通道开放剂对高血压有一定的治疗效用。  相似文献   

17.
心房颤动与Kv1.5钾通道阻滞剂及其研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
心房颤动是临床常见的心律失常,药物是心房颤动的主要治疗方法。胺碘酮和心律平等药物虽然可以治疗和转复心房颤动,但长期应用会引起恶性心律失常和心脏外的副作用。抑制Kv1.5钾通道电流,可选择性延长心房肌动作电位时程及有效不应期,改善心房肌的电重构和组织重构。近年来关于Kv1.5钾通道及其阻滞剂的研究迅速发展并引起广泛关注。为进一步探讨Kv1.5钾通道是否可能成为心房颤动的治疗靶点,我们对目前相关研究进展作一综述。  相似文献   

18.
辅助亚基KChIPs对Kv4钾通道的“钳制”调节作用   总被引:1,自引:0,他引:1  
快速失活电压门控型钾通道对于神经元兴奋性发挥重要的调节作用,从而影响神经元的功能,如疼痛的信号传导等.拥有四个钙结合位点"EF-hand"的胞浆蛋白KChIPs(Kv channel-interacting proteins)属于神经钙感受器(NCS)家族,与Kv4(Shal)的α亚基共组装成为天然复合体,在神经元和心肌分别编码瞬间低阈值A型K+电流ISA(transient subthreshold A-type K+ current)和瞬间外向K+电流ITO(transient outward K+ current).辅助亚基KChIPs与Kv4 N端的特异性结合有助于电压门控钾通道四聚体的形成和稳定,从而增加通道向细胞膜表面的转运,并调节通道的失活动力学和恢复速率等.本文基于近期解析出的Kv4 N末端与KChIP1的复合晶体结构,着重阐述Kv4钾通道与其辅助亚基KChIPs的相互作用机制.在Kv4 N端/KChIP1复合结晶体中,每一个KChIP1分子分别与两个邻近的Kv4 N末端相结合,即单个KChIP1同时与周围的两个Kv4相互作用,而形成分子数比为4:4的"钳制"结构.Kv4和KChIPs相互作用的结构机制为基于结构的化合物设计以及治疗膜兴奋性相关疾病提供了基础.  相似文献   

19.
Ye H  Ma WL  Yang ML  Liu SY  Wang DX 《生理学报》2004,56(5):573-578
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。  相似文献   

20.
大电导的钙活化钾通道(large—conductance calcium—activated potassium channel,BKCa)和电压依赖性钾通道Kv1.5在气道高反应性的发生机制中具有重要作用。已知吸烟可致气道高反应,但钾通道的变化在其发病中的作用尚需进一步阐明。本文旨在研究香烟提取物(cigarette smoke extract,CSE)对培养的大鼠支气管平滑肌细胞(bronchial smooth muscle cells,BSMCs)钾通道BKCa和Kv1.5表达的直接作用,以及蛋白激酶C(protein kinaseC,PKC)在其中的作用。实验采用原代培养大鼠BSMCs,用5%CSE刺激,免疫印迹检测PKC亚型的表达和转位,半定量RT—PCR、免疫印迹实验检测BKCa和Kv1.5的mRNA和蛋白表达,然后用PKC抑制剂BIM和G6e6983与CSE共作用,检测其对BKCa和Kv1.5的mRNA和蛋白表达的影响。结果显示,5%CSE使PKCε、η、θ发生明显的膜转位,并使BKCa。和Kv1.5的蛋白和mRNA表达明显降低;选择性PKC抑制剂BIM或G6e6983与CSE共同作用,均可使BKCa和Kv1.5的蛋白和mRNA表达部分恢复。上述结果提示,CSE可引起BSMCs的BKCa和Kv1.5表达下调,PKCε、η、θ参与其信号转导。  相似文献   

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