《KCa3.1在糖尿病血管平滑肌細胞上的調控作用及機制》是依託西安交通大學，由鄧秀玲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：KCa3.1在糖尿病血管平滑肌細胞上的調控作用及機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄧秀玲
- 依託單位：西安交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
血管平滑肌細胞（VSMCs）中電導Ca2+激活的鉀通道（KCa3.1）在動脈粥樣硬化和血管再狹窄發生中起作用。本課題組發現誘發性2型糖尿病大鼠主動脈VSMCs增殖並向內膜遷移，其上KCa3.1表達增多。我們假設：KCa3.1上調促使VSMCs表型調整、遷移、增殖在糖尿病大血管併發症發生中起作用。本項目套用db/db小鼠並結合體外VSMCs培養，運用膜片鉗、RT-PCR、免疫組化、蛋白印跡、免疫沉澱、RNAi等技術分別從組織、細胞水平觀察KCa3.1在糖尿病VSMCs上的電流特性、表達和調控變化及阻斷KCa3.1對血管病變的影響，研究KCa3.1表達與VSMCs表型調整、遷移和增殖的關係及機制，從而明確KCa3.1在糖尿病大血管併發症發生中的作用。研究結果不僅會豐富對KCa3.1調控的認識，也有助於在分子水平上揭示糖尿病大血管併發症的發生機制，為發展有效控制糖尿病大血管併發症的藥物提供線索。
結題摘要
本項目通過製備大鼠Ⅱ型糖尿病模型和體外細胞培養，採用組織學、免疫組織和細胞化學、電生理和分子生物學技術，研究糖尿病時主動脈組織學和血管平滑肌中電導Ca2+激活的鉀離子通道（KCa3.1）的變化及其機制。動物實驗發現：與年齡匹配的對照組大鼠相比，糖尿病大鼠體重下降，血糖、血脂、血胰島素、糖化血紅蛋白和平均血壓明顯升高，並出現多食、多飲、多尿等典型糖尿病體徵；主動脈組織學呈現早期粥樣硬化改變，表現為內皮受損不完整，表面有炎細胞粘附，內膜下平滑肌細胞排列紊亂，局部增生，彈力纖維中斷、融合，膠原纖維增多等；主動脈中層平滑肌KCa3.1表達明顯增加，提示平滑肌KCa3.1上調參與糖尿病大血管併發症發生。體外細胞培養發現：1 µM胰島素或200 μg/mL糖基化牛血清白蛋白（AGE-BSA）孵育大鼠血管平滑肌細胞（VSMCs）24 h均可明顯增加KCa3.1通道mRNA、蛋白和電流密度，刺激VSMCs遷移和增殖，胰島素的作用可被ERK1/2信號通路抑制劑PD98059而非p38-MAPK信號通路抑制劑SB203580對抗，也可被KCa3.1通道阻斷劑TRAM-34（100 nM）完全逆轉；抗AGEs受體抗體（anti-RAGE）、ERK1/2 信號通路抑制劑 PD98059和U0126、p38-MAPK信號通路抑制劑SB203580和SB202190及PI3K信號通路抑制劑LY294002和Wortmannin均可對抗AGE-BSA引起的KCa3.1表達上調，anti-RAGE、KCa3.1通道阻斷劑TRAM-34（100 nM）或siRNA（100 nM）可完全逆轉AGE-BSA誘導的VSMCs遷移與增殖。以上結果表明胰島素通過刺激ERK1/2信號通路，而AGEs通過ERK1/2、p38-MAPK和PI3K/Akt信號通路增加KCa3.1通道表達，從而促進VSMCs遷移和增殖，二者在2型糖尿病血管病變的發生中至少發揮部分作用。在2型糖尿病小鼠（db/db），套用TRAM-34（120 mg/kg/d, ip）治療4周，不僅可以改善主動脈內皮損傷、炎性細胞浸潤、平滑肌遷移與增殖，且可降低血糖和胰島素水平，提示KCa3.1也在調控胰島素分泌和控制血糖中發揮重要作用，可能是治療糖尿病的潛在靶點。本研究為2型糖尿病及其血管併發症的防治提供了重要線索。
