STS誘導(dǎo)心肌細(xì)胞VSOR Cl-通道的電生理學(xué)特性及其與PI3K-Akt信號(hào)分子的關(guān)系.pdf

1、氯離子是機(jī)體內(nèi)最重要，最豐富的陰離子，而主要介導(dǎo)這一離子流動(dòng)的容積敏感性外向整流性（volume-sensitiveoutwardlyrectifying，VSOR）Cl-通道不僅參與了細(xì)胞容積的調(diào)節(jié)、細(xì)胞的增殖、分化與凋亡以及動(dòng)作電位的產(chǎn)生等多種生理、病理過(guò)程，而且在細(xì)胞凋亡相關(guān)的疾病，如心力衰竭、心肌梗死及心律失常等多種心血管疾病的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
　　凋亡又稱程序性細(xì)胞死亡（programmedcellde

2、ath，PCD），細(xì)胞凋亡早期細(xì)胞體積減小即凋亡性容積減?。╝poptoticvolumedecrease，AVD），是凋亡的一個(gè)重要的形態(tài)學(xué)特征。近年來(lái)，大量證據(jù)提示AVD及激活的氯離子通道在細(xì)胞凋亡過(guò)程中起著重要的作用，是細(xì)胞凋亡的重要前提；多種細(xì)胞類型在多種凋亡刺激的情況下，其中包括凋亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞外途徑和線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)途徑，通過(guò)阻斷激活的VSORCl-通道及細(xì)胞體積減小可以抑制細(xì)胞凋亡，膜片鉗實(shí)驗(yàn)同樣證實(shí)細(xì)胞凋亡伴有容積敏

3、感性氯電流（volume-sensitiveCl-current，ICl,Vol）或膨脹激活性氯電流（swelling-activatedCl-current，ICl,Swell）的激活，阻斷激活的該氯電流能抑制或減輕細(xì)胞凋亡，但是其內(nèi)在的信號(hào)機(jī)制尚不清楚。十字孢堿（staurosporine，STS）是一種蛋白激酶C（PKC）的抑制劑，我們前期應(yīng)用分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證明了STS誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡過(guò)程中，VSORCl-通道阻斷劑能

4、夠有效抑制心肌細(xì)胞的凋亡，且PI3K/Akt（phosphatidylinositol3-kinase/proteinkinaseB，磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B）信號(hào)分子參與了保護(hù)心肌細(xì)胞的機(jī)制。但是尚缺乏電生理研究的直接證據(jù)，這正是本研究的目的。
　　研究目的：
　　1.在心肌細(xì)胞上應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)觀察STS是否能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生ICl,Vol電流及其電生理學(xué)特性。
　　2.觀察氯離子通道阻斷劑DIDS及特異性VS

5、ORCl-通道阻滯劑DCPIB對(duì)STS誘導(dǎo)該電流產(chǎn)生的影響。
　　3.通過(guò)應(yīng)用PI3K/Akt信號(hào)分子的特異性抑制劑LY294002及其激動(dòng)劑Insulin，觀察PI3K/Akt信號(hào)分子是否參與了STS誘導(dǎo)ICl,Vol電流的調(diào)控。
　　研究方法：
　　1.原代培養(yǎng)SD大鼠乳鼠心肌細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)設(shè)立陰性對(duì)照組（等滲組），正常對(duì)照組（低滲組），陽(yáng)性對(duì)照組（STS組），及實(shí)驗(yàn)組（低滲+DIDS/DCPIB組，STS＋DIDS/

6、DCPIB組，STS+LY294002/Insulin組）。每組相同實(shí)驗(yàn)重復(fù)5個(gè)細(xì)胞及以上。
　　2.應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)，記錄低滲液灌流心肌細(xì)胞后ICl,Vol電流的特征及兩種氯通道阻斷劑DIDS和DCPIB對(duì)該電流的影響。
　　3.應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)，記錄含STS的等滲液灌流心肌細(xì)胞后氯電流的特征及兩種氯通道阻斷劑DIDS和DCPIB對(duì)該電流的影響。
　　4.PI3K/Akt信號(hào)分子特異性抑制劑LY294002及

7、其激動(dòng)劑Insulin預(yù)處理30min后，進(jìn)行全細(xì)胞膜片鉗記錄，方法同上，觀察二者對(duì)STS誘導(dǎo)氯電流產(chǎn)生的影響。
　　研究結(jié)果：
　　1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)在220毫滲單位（Osmol/kgH2O）低滲液灌流心肌細(xì)胞可產(chǎn)生ICl,Vol電流，當(dāng)去極化電壓達(dá)到+80mV時(shí)即出現(xiàn)時(shí)間依賴性失活，+100mV時(shí)的電流密度為19.45±1.76pA/pF（n=5），在+40mV，+60mV，+80mV及+100mV時(shí)均可被DIDS和DCP

8、IB呈電壓依賴性阻斷，I/V曲線圖顯示該電流呈現(xiàn)外向整流性。
　　2.首次在心肌細(xì)胞膜記錄到STS（4μmol/L）誘導(dǎo)產(chǎn)生的氯電流，呈現(xiàn)類似ICl,Vol電流的電生理學(xué)特性：外向整流性、高正電壓處呈現(xiàn)時(shí)間依賴性失活、氯通道阻斷劑的敏感性，符合ICl,Vol電流的特征。+100mV時(shí)的電流密度為18.73±2.32pA/pF（n=5，P>0.05，STS組vs．低滲組），應(yīng)用DIDS（500μmol/L）和DCPIB（10μmol

9、/L）能夠顯著地抑制該氯電流的產(chǎn)生，在+100mv時(shí)，二者對(duì)STS誘導(dǎo)氯電流的抑制率分別為92.6％±7.3％（n=5，P<0.01，STS+DIDS組vs．STS組）和78.4％±5.5％（n=5，P<0.01，STS+DCPIB組vs．STS組），且二者存在明顯差異（n=5，P<0.01，STS+DIDS組vs．STS+DCPIB組），支持該氯電流是以ICl,Vol電流為主的氯電流。
　　3.PI3K/Akt信號(hào)分子的特異性抑

10、制劑LY294002（20μmol/L）易化了STS誘導(dǎo)ICl,Vol電流的產(chǎn)生，+100mV時(shí)的電流密度為19.54±2.70pA/pF（n=5，P>0.05，STS+LY294002組vs．STS組），但較單純STS誘導(dǎo)的電流時(shí)間顯著縮短（n=5，P<0.01，STS+LY294002組vs．STS組）；PI3K/Akt信號(hào)分子的激動(dòng)劑Insulin（100nmol/L）則抑制了STS誘導(dǎo)ICl,Vol電流的產(chǎn)生，+100mV時(shí)的電

11、流密度為15.40±2.13pA/pF（n=6，P<0.01，STS+Insulin組vs．STS組和STS+LY294002組），提示PI3K/Akt信號(hào)分子參與了STS誘導(dǎo)ICl,Vol電流的調(diào)控。
　　結(jié)論：
　　1.低滲可以誘導(dǎo)心肌細(xì)胞產(chǎn)生ICl,Vol電流，即呈現(xiàn)外向整流性，高正電壓處呈時(shí)間依賴性失活，可被氯通道阻斷劑DIDS和DCPIB所阻斷。
　　2.STS也可以誘導(dǎo)心肌細(xì)胞產(chǎn)生類似ICl,Vol電流，其