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研究背景及目的流行病学研究发现性别不同会导致脑中风、心血管疾病的发生率及预后存在显著的差异。差异产生可能与雌激素的水平相关,如女性绝经前与同龄男性相比,其高血压、心肌缺血、脑中风等发病率较低,绝经后由于女性体内的雌激素水平迅速降低,心脑疾病的发生率急剧上升。雌激素受体除了在生殖系统中表达丰富以外,还广泛表达于多种组织,如血管、心脏、神经系统等。目前研究发现雌激素与雌激素受体结合可以通过多种相关途径介导心、脑及血管的保护作用。ATP敏感性钾离子通道(ATP-sensitive K+channels, KATP通道)是一种内向整流式钾通道,其开放主要受细胞内ATP水平的调控,将各种兴奋性组织中细胞的电活动与细胞代谢状态相耦联。KATP通道广泛分布于心肌细胞、胰岛β细胞、骨骼肌细胞、血管与非血管平滑肌细胞和神经细胞等多种可兴奋性细胞中。它具有减轻组织缺血再灌注损伤、维持血管的舒张功能、调节胰岛素的分泌等作用。雌激素和KATP通道对可兴奋性组织有着相似的生理效应。由此我们推测雌激素可能通过调节可兴奋性细胞(心肌细胞、血管平滑肌细胞和神经细胞)中KATP通道来发挥其保护作用。为此本研究拟通过首先建立卵巢去势雌激素干预模型,并在此基础上分别通过以下实验探讨雌激素对可兴奋性细胞KATP通道的调节及意义：(1)评估雌激素对心肌KATP通道表达的影响。(2)检测雌激素对血管平滑肌KATP通道的表达及活性的调节,观察其对血管功能的影响。(3)检测雌激素对脑皮层神经元KATP通道的表达及活性的调节,并评价其在脑缺血再灌注损伤中的作用。研究方法及结果1.大鼠卵巢去势雌激素再干预模型的建立及鉴定方法雌性SD大鼠30只,体重100±10g,随机分为假手术组(Sham)、卵巢切除组(Ovx)、卵巢切除后补充雌激素组(Estr)。通过阴道脱落细胞涂片观察其发情周期的变化,并检测子宫指数、子宫切片HE染色及血清中雌激素浓度的变化。结果与Sham组相比较,卵巢去势后(Ovx组)大鼠子宫指数、雌激素浓度显著降低(P<0.05)；与Ovx组相比,卵巢去势后又补充雌激素(Estr组)大鼠子宫指数、雌激素浓度明显增加(P<0.05)。2.雌激素对大鼠心肌ATP敏感性钾离子通道表达的影响方法雌性SD大鼠18只,体重100±10g,随机分为假手术组(Sham)、卵巢切除组(Ovx)、卵巢切除后补充雌激素组(Estr)。取大鼠心室肌组织采取实时荧光定量PCR及Western-blot方法分别检测大鼠心肌中KATP通道的Kir6.2及SUR2A亚单位mRNA及蛋白的表达变化。结果与Sham组相比,Ovx组大鼠心肌中的Kir6.2及SUR2A亚单位mRNA及蛋白表达减少(P<0.05),而Estr组无明显差异。与Sham组相比,Estr组则表达增加(P<0.05)。3.雌激素通过KATP通道影响大鼠肠系膜动脉的反应性方法雌性SD大鼠48只,体重100±10g,随机分为假手术组(Sham)、卵巢切除组(Ovx)、卵巢切除后补充雌激素组(Estr)。取大鼠肠系膜动脉,采取实时荧光定量PCR检测KATP通道的Kir6.1及SUR2B亚单位mRNA的表达,及观察各组大鼠对去甲肾上腺素(NE)升压效应的反应性。结果与Sham组相比,Ovx组大鼠肠系膜动脉中的Kir6.1及SUR2B亚单位mRNA表达减少(P<0.05),而Estr组则表达增加(P<0.05)。与Sham组相比,Ovx组大鼠的血管反应性明显增加(P<0.05),Estr组无明显差异。给予KATP通道阻滞剂格列本脲后,Sham组和Estr组的动脉反应性增加(P＜0.05), Ovx组无明显变化(P>0.05),此时三组间比较无明显差异(P>0.05)。4.雌激素通过KATP通道减轻大鼠脑缺血再灌注损伤方法实验1实验分为假手术组(Sham)、卵巢切除组(Ovx)、卵巢切除后补充雌激素组(Estr)。取大鼠大脑皮层组织,采取实时荧光定量PCR及Western-blot方法分别检测KATP通道mRNA及蛋白的表达变化。实验2假手术组(Sham)、卵巢切除组(Ovx)大鼠侧脑室注射DMSO,卵巢切除后补充雌激素组(Estr)则分别侧脑室注射DMSO和格列本脲(Estr+G),观察各组大鼠局灶脑缺血后脑梗死体积和神经功能评分及KATP阻滞剂对其影响。结果与Sham组相比,Ovx组大鼠大脑皮层中KATP通道mRNA及蛋白表达减少(P<0.05),而Estr组无明显差异。与Ovx组相比,Estr组则表达增加(P<0.05)。与Ovx组大鼠相比,Sham组及Estr组大鼠的局灶脑缺血后脑梗死体积和神经功能评分均减小(P<0.05)。而格列本脲则增加了Estr组大鼠的脑梗死体积及神经功能评分(P<0.05)。研究结论1.本实验成功建立了卵巢去势后雌激素干预模型,该模型可以模拟雌激素的生理作用。2.雌激素可以增加大鼠心肌ATP敏感性钾离子通道的表达。3.雌激素可能通过调节肠系膜动脉平滑肌细胞KATP通道的表达及活性来降低动脉对去甲肾上腺素升压效应的反应性。4.雌激素可以调节大脑皮层KATP通道的表达及活性,并且可能与雌激素的神经保护作用有关。研究总结及展望本研究建立了卵巢去势后雌激素干预模型,该模型可以模拟雌激素的生理作用。后续研究通过此模型发现,雌激素可以上调可兴奋性细胞如心肌组织、肠系膜动脉平滑肌细胞及大脑皮层组织中的KATP通道的表达。在进一步对其生理功能的研究发现,雌激素对这些可兴奋性组织KATP通道的调节可能与雌激素的血管反应性、神经保护作用等有关。本研究提示了雌激素的生理作用可能通过调节KATP通道来实现这一作用机制。为减少雌激素替代治疗的不良反应,及开发新的治疗药物及方案提供一些线索。为我们下一步研究雌激素调节KATP通道的信号传导途径奠定了基础。