大电导钙激活钾通道在消化道容受性舒张反应中的作用及其牵张敏感性的门控机制

作为消化道的重要生理刺激，机械应力除通过神经反射途径调节平滑肌活动，还可能通过激活平滑肌上牵张敏感离子通道直接参与肌张力的调节。然而，这种肌源性调节的机制尚不清楚。有研究表明，结肠平滑肌的容受性舒张功能可能与牵张敏感钾通道有关。我们工作证实：结肠平滑肌细胞上的BKCa可被牵张激活；并且，在具有容受性舒张功能的消化部位BKCa高表达。因此，推测它可能介导了该过程。本课题将联合应用膜片钳和压力钳技术，配以其它电生理学和分子生物学方法，探明牵张敏感BKCa在容受性舒张肌源性调节中的作用；通过创建具有不同力学微环境的肌细胞，明确膜脂质是否可以直接将膜应力传递到BKCa分子；通过改变皮质肌动蛋白状态，观察其对BKCa活动的影响；并明确STREX结构对BKCa牵张敏感性的作用。以期揭示BKCa在容受性舒张中的作用及其机械门控机制，为研究胃肠正常运动功能的调节及病理条件下运动功能紊乱的防治开辟新领域。

牵张刺激是消化道的重要生理刺激。在结肠，内容物增加时腔内压不明显升高，起到储纳作用。该过程中除了神经源性途径，牵张刺激还可能通过肌源性途径调节平滑肌的电活动继而调节平滑肌运动，然而肌源性自身调节的机制并不清楚，机械敏感离子通道可能在结肠容纳作用的肌源性调节中发挥重要作用。本课题主要研究了牵张所致结肠舒张过程中肌源性自身调节的作用；探讨了机械刺激敏感的大电导钙激活钾通道（BKCa）在结肠平滑肌张力肌源性自身调节中的作用地位；研究了机械敏感离子通道的机械门控机制及调节。结肠肌条张力实验发现结肠受到牵拉刺激后出现舒张反应，用TTX阻断神经作用后该反应依然存在，提示这种牵张所致的舒张过程存在肌源性自身调节机制；BKCa阻断剂ChTX显著减弱这种牵张所致舒张效应，提示BKCa在这种肌源性自身调节过程中发挥作用。进一步采用膜片钳和压力钳制技术研究机械敏感离子通道的机械门控机制，结果发现细胞骨架不是通道感受机械刺激的必要成分，提示通道可以直接被膜脂质分子激活；采用RT-PCR技术检测发现STREX结构序列不是BKCa通道感受机械刺激的必要成分，进一步证实BKCa的机械门控机制符合膜模型而非链索模型。为进一步 提供BKCa在结肠平滑肌张力调节中发挥重要作用的结构和功能的证据，采用RT-PCR、western blot技术检测到BKCa在具有容纳作用的结肠平滑肌的表达显著高于其他消化节段；膜片钳记录技术研究发现结肠平滑肌BKCa电流密度大；采用RT-PCR、western blot和免疫荧光化学技术研究机械敏感离子通道的表达，结果发现力学环境的改变可以影响通道的表达和定位。此外本课题还发现在乙酰胆碱调节结肠平滑肌张力的过程中也有BKCa的激活，可能发挥负反馈调节作用避免平滑肌的过度收缩，该过程中BKCa的激活机制和在平滑肌张力调节中的作用值得进一步探讨。.本课题研究结果证实结肠平滑肌张力调节存在肌源性自身调节机制，具有机械门控特性的BKCa通道在该过程中发挥重要作用。BKCa在结肠平滑肌高表达，其多重调控机制及其在平滑肌张力调节中的作用值得深入探讨。