BKCa通道在STZ诱导的1型糖尿病小鼠脑动脉结构重建中的作用及其机制研究

糖尿病所引起的脑血管病变是糖尿病患者死亡的主要原因之一，其发生机理目前仍不甚清楚，也缺乏有效的治疗措施。大电导钙激活钾通道（BKCa）在血管平滑肌细胞（VSMCs）上分布广泛，对血管的功能与结构起着非常重要的调控作用。我们前期工作已证实STZ诱导的1型糖尿病小鼠脑动脉VSMCs的BKCa单通道功能降低，并且在体外实验中发现高糖可促进转染的HEK293细胞增殖，并且降低了BKCa通道的功能；但如果激活BKCa通道可明显诱导细胞凋亡。以上结果提示BKCa通道可能直接参与了糖尿病脑动脉结构受损的过程。因此，本项目拟采用电生理膜片钳技术、体外动脉培养与细胞转染等分子生物学技术从整体、器官、细胞与基因多个水平探讨高糖条件下BKCa通道对脑动脉VSMCs增殖与凋亡的调控机制。本研究可对阐明糖尿病脑血管病变的结构重建机理提出新的见解，并希望对深入理解糖尿病脑血管的损伤机理及治疗措施提供新的有意义的资料。

糖尿病所引起的脑血管病变是糖尿病患者死亡的主要原因之一，其发生机理目前仍不甚清楚，也缺乏有效的治疗措施。大电导钙激活钾通道（BKCa）在血管平滑肌细胞（VSMCs）上分布广泛，对血管的功能与结构起着非常重要的调控作用。本研究中，我们以链脲佐菌素（Streptozotocin, STZ）诱导小鼠发生I型糖尿病，通过电生理膜片钳技术、体外动脉器官培养与细胞转染等分子生物学技术发现：1）STZ诱导的糖尿病小鼠脑动脉VSMCs BKCa全细胞与单通道功能均降低，且与脑动脉血管组织凋亡基因Caspase-3的表达降低相关，与细胞核增殖抗原（proliferating cell nuclear antigen, PCNA）的表达升高也相关。激活BKCa通道可诱导高糖培养的脑动脉VSMCs发生凋亡；2）通过体外动脉的培养，我们证实高糖培养不但可降低大鼠脑动脉血管BKCa通道的功能与1亚基的蛋白表达，还可以下调大鼠脑动脉血管L-型Ca2+通道的功能与蛋白表达，最终促进脑血管的增殖；3）通过对脑动脉血管平滑肌细胞或转染了BKCa通道的HEK293细胞进行培养，我们发现以NS1619（BKCa-alpha亚基特异性激动剂）或Tamoxifen（BKCa-beta1亚基特异性激动剂）激活BKCa通道可显著诱导细胞凋亡；4）我们以BKCa通道beta1亚基激动剂Tamoxifen喂养小鼠4周，发现Tamoxifen不但可显著促进糖尿病小鼠脑动脉VSMCs BKCa通道的功能恢复，还可显著促进糖尿病小鼠脑动脉血管凋亡基因Caspase-3的表达增加而细胞核增殖抗原PCNA表达的降低。总之，我们在动物整体水平、动脉器官培养水平与细胞基因水平证实：在STZ诱导的I型糖尿病小鼠脑动脉功能与结构的重建过程中，BKCa通道发挥了重要的调控作用。本研究可对阐明糖尿病脑血管的病变机理提出新的见解，也可为治疗糖尿病脑血管损伤提供有意义的资料。