钙感受器STIM1介导的SOC通道在主动脉平滑肌收缩调控中的作用机制

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目的:血管平滑肌收缩和舒张功能异常是多种心血管疾病的重要病理变化,血管舒缩主要依赖于细胞质中Ca2+浓度变化。在血管平滑肌细胞中,L-型钙通道、钙库操纵性钙通道(SOC)和肌浆网钙通道是引起细胞质中Ca2+浓度变化的主要离子通道。平滑肌细胞SOC钙通道组成及其功能仍存在较多争议,在病理生理条件下SOC通道介导的血管平滑肌收缩具有种属和器官特异性;BTP2是一种有效的SOC通道的阻滞剂,但关于其对血管收缩的作用认识较少。本文拟探究钙感受器STIM1介导的SOC通道在主动脉平滑肌收缩反应中的作用,以及BTP2对血管平滑肌收缩的作用。方法:采用Cre-lox P重组技术制备平滑肌特异性敲除STIM1小鼠(sm-STIM1-KO);体式显微镜下分离出小鼠主动脉,去除内皮,采用离体血管张力测定方法,测定sm-STIM1-KO小鼠主动脉对不同血管收缩剂反应;Western blot检测小鼠主动脉组织中SOC通道相关蛋白STIM1、STIM2、Orai1,L-型钙通道相关蛋白(Cav1.2),肌浆网兰尼碱受体(Ry R1)钙释放通道、肌浆/内质网Ca2+-ATP酶(SERCA2)、三磷酸肌醇受体(IP3R)以及蛋白激酶C(PKCδ)表达水平;采用激光共聚焦技术检测单个平滑肌细胞内Ca2+浓度变化。结果:(1)sm-STIM1-KO小鼠制备成功,sm-STIM1-KO小鼠SOC通道介导的主动脉平滑肌收缩消失。(2)与野生型小鼠相比,sm-STIM1-KO小鼠对Phe、5-HT和U46619诱导的总的血管收缩反应无显著性变化;但在有钙和无钙的K-H溶液中,经硝苯地平孵育后,两组血管收缩均被抑制,且sm-STIM1-KO小鼠收缩明显低于野生型小鼠(P<0.01);在含硝苯地平的高钾溶液中,Phe引起的快相收缩没有变化,慢相收缩下降(P<0.01);sm-STIM1-KO小鼠对咖啡因诱导的血管收缩达峰速度和下降速度明显加快(P<0.05)。(3)sm-STIM1-KO小鼠主动脉组织中Orai1和STIM2蛋白表达没有变化,Cav1.2、IP3R和PKCδ蛋白表达上调,Ry R1和SERCA2蛋白表达下调(P3μM)显著抑制了L-型钙通道介导的高钾溶液和Ca Cl2诱导的血管平滑肌收缩。结论:(1)STIM1介导SOC通道参与主动脉平滑肌收缩反应,sm-STIM1-KO小鼠主动脉平滑肌SOC通道介导的收缩消失,但激动剂诱导的总的血管平滑肌收缩不变,与L-型钙通道、SOC钙通道、肌浆网钙通道功能发生适应性改变有关。(2)BTP2对主动脉平滑肌收缩具有浓度选择性和受体依赖性。
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