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背景:糖尿病已成为冠心病发生的一个独立危险因素,但其内在机制并不明确。大电导钙离子激活钾通道(BK通道)广泛分布于冠状动脉平滑肌细胞上,不仅参与细胞膜电位的形成,而且可以维持血管平滑肌细胞收缩和舒张的动态平衡。糖尿病时血管收缩功能增强,可能与BK通道功能改变有关,但其机制尚未完全清楚。目的:本研究拟采用膜片钳技术、Western Blot实验技术和细胞内钙离子浓度荧光测定技术,探讨糖尿病对大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道的影响,阐明糖尿病冠状动脉损伤的分子机制。方法:(1)采用链脲霉素腹腔内注射建立糖尿病大鼠动物模型。(2)采用酶消化法“三步法”分离大鼠冠状动脉平滑肌细胞。(3)单通道膜片钳实验技术记录正常和糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道电流。(4)采用Western blot实验方法测定正常和糖尿病大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道亚基的蛋白表达。(5)采用荧光测定方法测定正常和糖尿病冠状动脉平滑肌细胞内钙离子浓度。结果:(1)成功构建糖尿病模型大鼠,测得正常对照组和糖尿病组大鼠血糖水平分别为(121.80±3.17)mg/dL和(562.50±13.50)mg/dL,符合造模要求,造模成功率达90%;(2)分离得到符合实验要求的大鼠冠状动脉平滑肌细胞,×100镜下20~30个/视野;(3)在电极外液钙离子浓度为1mol/L,刺激电位为0、20、40、60、80、100和120mV条件下,正常对照组大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道总开放概率(NP0)分别为0、0.0003±0.0001、0.0023±0.0007、0.0248±0.0043、0.0663±0.0369、0.3445±0.0445、1.2105±0.0481(n=5);糖尿病组大鼠冠状动脉平滑肌细胞BK通道NP0分别为0、0.00002±0.00001、0.0003±0.0001、0.0026±0.0004、0.0257±0.0045、0.1361±0.0325、0.5217±0.1346(n=5)。糖尿病冠状动脉平滑肌细胞BK通道NP0明显低于正常冠状动脉平滑肌细胞BK通道NP0(P<0.05)。(4)经过内参GAPDH标准化,Western Blot实验结果发现与正常对照组相比,糖尿病组大鼠冠状动脉BK通道α-亚基无统计学差异(P>0.05),但BK通道β1-亚基蛋白表达明显下降(P<0.05)。(5)MetaFluor软件实时输出正常对照组和糖尿病组大鼠冠状动脉平滑肌细胞内钙离子浓度分别为(10323) nmol/L(n=10)和(19322) nmol/L (n=6),差异有显著性(P<0.05)。结论:(1)采用链脲霉素腹腔内注射可成功建立糖尿病大鼠动物模型。(2)“三步法”可成功分离大鼠冠状动脉平滑肌细胞并满足实验需要。(3)糖尿病冠状动脉血管张力增加,与冠状动脉血管平滑肌细胞BK通道β1-亚基表达减少,BK通道NP0降低有关。(4)糖尿病时冠状动脉平滑肌细胞内钙离子浓度增加是导致糖尿病冠状动脉损伤重要分子机制之一。