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目的:大电导钙激活钾通道(BKCa通道)在血管平滑肌细胞膜上分布广泛,它在调节血管平滑肌张力机制中起着重要作用,BKCa通道被激活后可引起细胞膜的超极化,通过抑制L型钙通道,降低胞内钙浓度而起负反馈作用,引起平滑肌舒张。IP3是一种重要的胞内第二信使物质,有研究表明在内脏平滑肌细胞和血管平滑肌细胞,IP3可以诱发胞内IP3敏感钙库释放钙,使局部钙浓度瞬时增加,激活与其相邻的细胞膜上的BKCa通道,从而超极化细胞膜,导致平滑肌舒张。生理浓度毫摩尔级ATP在胞内IP3为高浓度时,可能协助IP3, 增强其使胞内钙库释放钙(IP3诱发的钙释放,IICR)的作用。IP3发挥作用的具体机理还没有满意的解释。本实验应用膜片钳单通道电流记录技术,研究了IP3对猪冠状动脉平滑肌细胞BKCa通道的调控机制,及ATP与IP3对BKCa通道的协同作用。方法:分离猪冠状动脉,剔除外膜,保留平滑肌层和内膜,纵行剖开后将其剪成2×5mm的组织块,放入酶液经过酶解后获得单个平滑肌细胞,分离细胞在24小时内使用。取急性酶分离的平滑肌细胞置于对称性高钾溶液([K+]O:[K+]I =140:140mM)中,用膜片钳技术记录单通道电流,所得电流通过膜片钳放大器(CEZ-2300)放大,滤波(1KHz)后输入计算机,用pCLAMP9.0软件系统进行数据采集及分析。在细胞贴附式膜片和内面向外式膜片上观察不同浓度的IP3对BKCa通道的影响以及IP3与ATP对BKCa通道的联合作用。结果:1.在对称性高钾溶液中,内面向外式膜片(inside-out)下,记录到的猪冠状动脉平滑肌细胞BKCa通道电导值为229.5±8.1pS(n=20),具有电压依赖性和钙敏感性,2mM的TEA能够在胞外完全阻断通道活动。改变电极液和浴液的钾离子梯度,记录到的单通道电流具有明显的钾离子选择性。2.在细胞贴附式膜片(cell-attached)下,胞外IP3(10-60μM)对BKCa通道无明显影响。3.在内面向外式膜片下, 随着胞内IP3(10-60μM)浓度的增加,BKCa通道开放概率也相应增加,呈现浓度依赖性,主要是增加通道开放时间,明显缩短通道关闭时间。在已经加入IP3的膜片上继续加入ATP(2mM),可使通道开放概率明显增加,且呈多水平开放。4.在浴液钙离子浓度接近0 mM ([EGTA]=1mM, [Ca2+]=0mM)时,IP3对BKCa通道仍有激活作用,钙离子对IP3激活BKCa通道的作用没有影响。5.IP3对通道的电流幅度值及电导值无明显影响。结论:以上结果提示胞内IP3对猪冠状动脉平滑肌细胞BKCa通道具有直接激活作用,这种作用与钙离子的浓度变化无明显关系,ATP可以增强胞内IP3对猪冠状动脉平滑肌细胞BKCa通道的激活作用,使通道呈多水平开放,提示IP3和ATP联合作用可以增加通道的激活。IP3对BKCa通道的激活主要是缩短关闭时间。