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目的:气道重塑是慢性气道疾病,如哮喘和慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)重要的病理改变。气道平滑肌细胞(airway smooth muscle cells,ASMCs)的异常增殖和迁移是气道重塑的主要原因。ATP敏感性钾(ATP-sensitive potassium,KATP)通道是气道平滑肌上的一种重要钾通道。有研究证实KATP通道开放能缓解气道重塑,其开放剂对气道重塑有潜在的治疗作用。埃他卡林(Iptakalim,Ipt)是一种KATP开放剂,体内外肺动脉高压实验研究证实Ipt能抑制肺动脉平滑肌细胞增殖及缓解肺血管重构。但是,目前有关Ipt对气道重塑方面的研究报道较少。本实验在体外采用血小板源性生长因子BB(platelet-derived growth factor-BB,PDGF-BB)构建人气道平滑肌细胞(humanairway smooth muscle cells,HASMCs)增殖和迁移的模型,探讨Ipt对HASMCs增殖和迁移的影响及可能的相关机制。方法:用平滑肌细胞培养基(Smooth Muscle Cell Medium,SMCM)常规培养HASMCs。分别用含有10-8、10-7、10-6、10-5和10-4 M终浓度Ipt的无血清SMCM预处理细胞30min,接着加入终浓度为20 ng/ml的PDGF-BB培养细胞48h。采用CCK-8实验检测各组细胞增殖情况,并选定合适的Ipt给药浓度,在接下来的试验中我们将HASMCs分为4组:对照(Control)组、PDGF-BB(20 ng/ml)组、PDGF-BB+Ipt(10-5M)、Ipt组。Ed U(5-ethynyl-2’-deoxyuridine)孵育法进一步检测Ipt对HASMCs增殖的影响。流式细胞仪检测Ipt对HASMCs的周期和凋亡的影响。Transwell迁移实验和细胞划痕实验共同检测每组细胞的迁移情况。Western blot法检测Ipt对PDGF-BB诱导的Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(Ca2+/calmodulin-dependent kinase II,Ca MKII)、细胞外调节蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2,ERK1/2)、蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)和环磷腺苷效应元件结合蛋白(cyclic adenosine monophosphate(c AMP)response element binding protein,CREB)这四种蛋白磷酸化的影响。结果:1.CCK-8实验表明PDGF-BB(20 ng/ml)显著地增加细胞活力,是对照组的140.74%(P<0.05),而10-5 M Ipt处理细胞后能将PDGF-BB诱导的140.74%±1.57%细胞活力降低至112.11%±4.65%(P<0.05),并且10-5 M Ipt联合PDGF-BB作用于细胞后与对照组无明显差异(P>0.05)。因此,我们选择10-5 M浓度的Ipt进行下一步的实验。2.PDGF-BB组Ed U-阳性细胞比例(30.04%±3.94%)较对照组(12.17%±2.68%)显著增加(P<0.05),但是PDGF-BB+Ipt组(15.61%±2.69%)的Ed U-阳性细胞比例显著地低于PDGF-BB组(P<0.05),且Ipt(11.77%±2.83%)单独作用对HASMCs增殖无影响(P>0.05,Ipt组vs对照组)。3.与对照组相比(13.62%±4.40%,),PDGF-BB单独作用于HASMCs显著地促进细胞周期进入S期(24.53%±3.32%,P<0.05),但是PDGF-BB的这个效应可被Ipt阻滞(PDGF-BB+Ipt组16.43%±0.50%,P<0.05)。流式凋亡结果显示PDGF-BB和Ipt对HASMCs的凋亡都无影响。4.在transwell迁移实验中,我们观察到PDGF-BB诱导的迁移细胞数是对照组的3.29倍(P<0.05),此效应可被10-5 M Ipt所抑制(PDGF-BB+Ipt组为对照组的1.58倍,P<0.05,vs PDGF-BB组)。划痕实验的结果与迁移实验一致。迁移实验和划痕实验均表明Ipt单独作用于HASMCs亦能抑制细胞的迁移(Ipt组为0.725倍,P<0.05,vs对照组)。5.我们的实验数据显示PDGF-BB刺激细胞10min能显著地诱导HASMCs的Ca MKII,ERK1/2,Akt和CREB蛋白磷酸化。10-5 M Ipt预处理细胞30min能逆转PDGF-BB诱导的Ca MKII,ERK1/2和CREB磷酸化,并能显著抑制PDGF-BB诱导的Akt磷酸化。10-5 M Ipt单独作用于细胞不影响Ca MKII,和CREB的磷酸化,但是能部分抑制ERK1/2和Akt的磷酸化。结论:Ipt抑制PDGF-BB诱导的HASMCs增殖和迁移,此效应可能与调节Ca MKII,ERK1/2,Akt,和CREB信号通路有关。我们的结果表明Ipt可能是治疗慢性气道疾病气道重塑的一种有效药物。