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的钾通道（BK通道）是冠脉重要的离子通道，分别参与冠脉的收缩和舒张。申请者前期工作已发现糖尿病时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通道和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，但糖尿病时两者功能失平衡，导致冠脉张力增加，血管收缩，形成冠脉不稳定因素之一，为此列题进一步研究。本课题拟采用膜片钳和分子生物学等实验技术，研究TRPC1-BK复合体对糖尿病冠脉张力调节作用，旨在阐明TRPC1-BK复合体对糖尿病冠脉张力调节异常的分子机制，研究结果对开拓糖尿病患者冠脉病变治疗新途径具有重要的理论意义和实用价值。

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。