Kir4.1/5.1钾通道在高钾饮食对肾脏钠-氯同向转运体（NCC）调控中的作用

High potassium intake is benefit to blood pressure. It has been approved that high dietary potassium inhibit sodium chloride cotransporter (NCC) activity, which mediates sodium chloride reabsorption in the distal convoluted tubule (DCT). Suppression of NCC and NaCl reabsorption resulted in the lowering of blood pressure. Using single patch-clamp experiments, we detected a inwardly rectifying Kir4.1/5.1 channel performed in the basolateral membrane of the DCT. Since Kir4.1/5.1 K channel may be the only type of K channel in the basolateral membrane of the DCT, it strongly suggests that the Kir4.1/5.1 K channel is related to DCT function, including the activity of NCC. Thus, we speculate that Kir4.1/5.1 K channel may play an important role in the regulation of NCC on high K diet. We will perform experiments in wild type (WT) and inducible kidney specific Kir4.1/5.1 K channel knockout mice to study whether the disruption of Kir4.1/5.1 K channel activity impairs the activity of the apical NCC on high K diet. In addition, we will also examine the NaCl reabsorption, blood pressure, K excretion to investigate the dominant role of Kir4.1/5.1 K channel in regulation of blood pressure.

高钾饮食有益于机体血压的控制。具体机制涉及其对肾脏远端小管（distal convoluted tubule, DCT）上皮细胞管腔膜钠-氯同向转运体（sodium-chloride cotransporter, NCC）活性的抑制，引起NaCl重吸收的减少,血压降低。但并不清楚高钾如何影响的NCC。利用膜片钳技术，我们在DCT管周膜检测到具有明显内向整流性的Kir4.1/5.1钾通道，而且可能是DCT管周膜仅有的钾通道。意味着其活性改变将影响DCT功能，包括NCC的活性。因此，我们推测Kir4.1/5.1钾通道可能参与高钾对NCC的调控。本课题将利用正常小鼠以及肾脏特异性Kir4.1/5.1钾通道敲除小鼠进行实验，探讨Kir4.1/5.1钾通道在高钾对NCC调控中的作用，并检测NaCl重吸收、血压以及钾分泌的变化，以揭示Kir4.1/5.1钾通道在高钾调控NCC，影响血压过程中的重要性。

肾脏远曲小管中的Kir4.1/5.1钾通道在调节血浆钾及噻嗪类敏感氯化钠共转运体(NCC)中起着关键作用。本课题主要研究了高钾饮食是否是通过调节Kir4.1/5.1钾通道影响NCC的功能。 我们研究发现高钾摄入抑制了C57小鼠基底外侧40ps钾通道(Kir4.1/5.1异四聚体)，降低了基底外侧钾电导，并使远曲小管膜去极化(膜电位降低)。在诱导型肾特异性Kir4.1基因敲除小鼠中，膳食钾摄入量对远曲小管基底外侧钾电导和膜电位的影响完全消失。此外，高钾摄入量降低NCC的表达，但并不增加肾脏特异性Kir4.1基因敲除小鼠的NCC的表达。 肾清除研究表明，高钾减少噻嗪类药物诱导的钠尿症，敲除Kir4.1可显著增加基础尿钠排泄，但可消除氢氯噻嗪的利钠作用。 最后，肾特异性Kir4.1基因敲除小鼠低钾血症和代谢性碱中毒因钾限制而加重，高钾饮食可以进行纠正。 因此我们得出结论Kir4.1在介导膳食钾摄入对NCC活性和钾稳态的影响方面起着至关重要的作用。