TRPC1-BK复合体对糖尿病冠状动脉功能影响及其分子机制研究

糖尿病(DM)已成为心肌梗死高发的一个重要危险因素，其机制可能与冠状动脉(冠脉)离子通道功能异常有关。瞬时受体电位C1通道(TRPC1通道)和大电导钙离子激活钾通道(BK通道)是冠脉平滑肌细胞重要离子通道，分别参与冠脉的收缩和舒张。申请者前期工作已发现DM时TRPC1通道和BK通道功能改变。本研究在申请者前期工作基础上提出如下科学假说：TRPC1和BK通道在冠脉平滑肌细胞上可能是复合体，形成一功能组合单位(TRPC1-BK)，正常情况下两者相互平衡，维持正常冠脉张力，但DM时两者功能失平衡，导致冠脉张力增加，血管收缩，形成冠脉不稳定因素之一，为此立题进行研究。本课题采用膜片钳、分子生物学和血管张力测定等实验技术，从细胞电生理角度研究TRPC1-BK复合体对DM冠脉血管张力调节作用。研究内容包括：①正常和糖尿病冠脉平滑肌细胞上存在TRPC1-BK复合体；②糖尿病时冠脉平滑肌细胞BK通道功能变化；③糖尿病时冠脉平滑肌细胞TRPC1通道功能变化；④糖尿病时冠脉平滑肌细胞上连接TRPC1通道和BK通道的结构蛋白Cav-1变化。主要研究结果如下：①BK通道占冠脉平滑肌细胞总钾离子流的65±4%，阻滞BK通道血管内径可缩小50%以上；②DM时BK通道电流密度降低，在刺激电位150mV条件下，正常和DM的BK通道电流密度分别为275±40pA/pF 和70±10pA/pF，BK通道开放概率减少，在刺激电位60mV条件下，正常和DM的BK通道开放概率分别为0.095±0.036和0.0032±0.0012；③DM时BK通道b1-亚单位表达下降，与正常相比，表达下降2.6倍，而BK通道a-亚单位表达无变化；④DM时TRPC1通道表达增加；⑤DM时冠脉血管张力增加，正常和DM分别为395±40mg和50±7mg；⑥DM时冠脉平滑肌细胞内钙离子浓度增加，正常和DM分别为103±7nmol/L 和193±22nmol/L；⑦糖尿病时冠脉平滑肌细胞上连接TRPC1通道和BK通道的结构蛋白Cav-1明显增加。本研究已发表论文16篇，包括SCI论文2篇和中华系列论文13篇，其中1篇SCI论文发表在Cardiovascular Research上，影响因子6.1。本研究初步阐明了TRPC1-BK复合体对DM冠脉血管张力调节的分子机制，对开拓DM患者冠脉病变治疗新途径可能具有重要理论意义和实用价值。