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利尿钠肽(natriureticpeptides)家族是一类具有利尿、排钠,舒张血管,降低血压以及调节水盐和电解质平衡等作用的多肽。它的第一个成员ANP是deBoldAJ等于1981年首先发现的。随着人们对利尿钠肽家族研究的进一步深入,到目前为止,发现的利尿钠肽家族成员有ANP(atrialnatriureticpeptide)、BNP(brainnatriureticpeptide)、CNP(C-typenatriureticpeptide)、DNP(dendroaspisnatriureticpeptide)、MNP(micrurusnatriureticpeptide)和VNP(ventricularnatriureticpeptide)。利尿钠肽家族的受体有3种,分别是A型、B型和C型利尿钠肽受体(natriureticpeptidesreceptors,NPR)。利尿钠肽通过与其受体结合而发挥作用。CNP作为利尿钠肽家族中的一员,是由Sudoh等人于1990年首先在猪的大脑中发现的,是一种具有22个氨基酸残基的肽类。CNP分布广泛,存在于中枢神经系统、心血管系统、泌尿生殖系统、消化系统以及皮肤和粘膜等,几乎遍布于整个机体。CNP作为一种局部调节因子通过自分泌和旁分泌的方式发挥作用,除了可以利尿、排钠,舒张血管和内脏平滑肌,降低血压以及调节水盐、电解质平衡以外,还可以抑制血管平滑肌的增殖,调节肾素血管紧张素的活性,调节肠液和胆汁等消化液的分泌;此外还参与高血压、慢性心衰、慢性肾衰、动脉粥样硬化和肺纤维化等一系列病理过程的调节。CNP的许多作用是通过调节细胞膜上的离子通道,影响细胞内信号转导来实现的。
我室以往的研究表明:在大鼠胃的各个部位都有利尿钠肽受体(natriureticpeptidereceptor,NPR)存在,并且在胃窦部最多;CNP可以抑制豚鼠胃窦部平滑肌的收缩活动,在此过程中细胞内cGMP生成明显增加;CNP通过cGMP-PKG途径明显增加平滑肌细胞钙激活钾通道电流。L型钙通道作为胃肠道平滑肌上重要的离子通道之一,除了参与细胞膜的构成之外,还参与了胃肠平滑肌运动和分泌的调节。但是CNP对胃肠道平滑肌细胞L型钙通道的影响及其作用机制还不清楚,至今尚未见相关报道。因此,本工作利用传统全细胞膜片钳技术在用Ⅱ型胶原酶急性分离豚鼠胃窦平滑肌细胞上,观察了CNP对豚鼠胃窦平滑肌细胞L型钙通道电流(IBa)的影响,并初步探讨了作用机制。
实验结果如下:1.在传统全细胞模式下,细胞外持续灌流含有2mmol·L-1Ca2+的生理盐水(PSS),将膜电位钳制在+80mV,以每10s的时间间隔给予10mV的去极化阶跃刺激,使细胞膜电位从-40mV去极化到+60mV,持续时间为400ms时,即可记录到ICa。ICa在膜电位去极化至-40mV时开始出现,峰值在0mV时出现,平均为-124.02±56.34pA,翻转电位膜电位去极化至约+45mV时出现。用10mmol·L-1的Ba++代替细胞外灌流液中2mmol·L-1的Ca2+,施加相同的阶跃刺激,即可引导出内向性IBa,与ICa相比幅度明显增加,IBa在细胞膜电位去极化至-40mV时开始出现,当膜去极化至0mV时,IBa峰值平均为-587.91±95.55pA,翻转电位在去极化阶跃刺激约50mV时出现。IBa的失活较ICa慢,在400ms的刺激时间内并没有完全失活。L型钙通道特异性阻断剂nicardipine(5μmol·L-1)可以明显抑制IBa,并且I/V曲线形状及分布无明显改变。
2.在传统全细胞模式下,将膜电位钳制在-80mV,每隔15s施加电压刺激使细胞膜去极化至0mV,持续400ms,即可记录到IBa的峰值。待峰值稳定以后,连续记录8个IBa的峰值作为对照,接着给予CNP(0.1μmol·L-1),结果观察到,IBa峰值立即出现明显的减小,在1.5~2min达到稳定。当CNP被洗脱后,IBa的峰值部分缓慢恢复。
3.当膜电位钳制在-80mV,以每10s的时间间隔给予10mV的去极化阶跃刺激,使细胞膜电位从-40mV去极化至+60mV,持续时间为400ms时,即可记录到IBa。CNP对IBa具有明显的抑制作用,并具有剂量依赖性。浓度为0.001μmol·L-1,0.01μmol·L-1,0.1μmol·L-1的CNP在膜电位去极化到0mV时,分别使IBa抑制到对照组的81.56%±2.48%,73.64%±3.65%,57.77%±4.93%。
4.为了进一步探讨CNP抑制IBa的作用机制,进行了以下的实验,结果观察到:
(1)经鸟苷酸环化酶抑制剂LY83583(0.1μmol·L-1)预处理以后,CNP时,IB被抑制到77.57%±5.31%。这一结果表明,CNP对IBa的抑制作用可能通过鸟苷酸环化酶-cGMP信号途径实现。
(2)用cGMP敏感的磷酸二酯酶(PDE)抑制剂zaprinast(0.1μmol·L-1)预处理以后,CNP(0.1μmol·L-1)对IBa的抑制作用与单纯给CNP相比较明显增强。当膜电位去极化到0mV时,CNP把IBa抑制到对照组的49.50%、±8.09%。这一结果进一步表明,cGMP参与了CNP抑制IBa过程。
(3)用cGMP依赖的蛋白激酶(PKG)抑制剂KT5823(0.1μmol·L-1)预处理以后,CNP(0.1μmol·L-1)对IBa的抑制作用几乎完全被阻断。当膜电位去极化到0mV时,CNP(0.1μmol·L-1)把IBa抑制到对照组的98.81%±7.12%,二者无显著性差异。这一结果表明,CNP对IBa的抑制作用由PKG所介导。
以上结果提示:1.CNP明显抑制豚鼠胃窦平滑肌细胞L型钙通道电流,而这种抑制效应具有明显的量效关系。
2.CNP对L型钙通道电流的抑制作用是通过cGMP-PKG信号转导途径实现的。