"没有钾,就没有胃酸分泌"。动物试验研究表明,胃壁细胞钾通道的功能是分泌胃酸所必须的。不同种系胃壁细胞钾通道的表达和功能存在差异,而有关人胃壁细胞中钾通道的表达及其功能研究甚少。我们前期已经研究了电压调节性钾通道KCNQ1和内向整流钾通道Kir4.1在大鼠和兔胃壁细胞中的亚细胞定位和位移,以及在小鼠胃酸分泌中的生理功能。在本项目中,我们将利用丰富的临床资源,通过Ussing Chamber、细胞内pH测定、siRNA等实验技术,分析人胃粘膜壁细胞中钾通道KCNQ1、KCNE2、Kir1.1、Kir2.1、Kir4.1、Kir4.2和Kir5.1的表达、分布和定位,鉴定胃壁细胞分泌钾的通道,并进一步研究与胃酸分泌相关的钾通道功能。这对于阐明人胃壁细胞分泌钾的细胞机制,明确与人的胃酸分泌相关的钾通道及其功能有重要的生理意义,并且为研制改善胃酸分泌能力的药物提供新思路和理论依据。
gastric acid secretion;parietal cell;k+ channel;;
不同种系胃壁细胞钾通道的表达和功能存在差异,而有关人胃壁细胞中钾通道的表达及其功能研究甚少。在本项目中,我们围绕钾通道在人胃酸分泌中的生理功能开展研究,获得以下研究结果(1)利用丰富的临床资源,首次建立了Ussing Chamber实验测定人胃粘膜酸分泌的方法,使用Forskolin作为刺激剂,观察了正常人胃粘膜胃酸分泌的情况;(2)测定了钾通道KCNQ1、Kir1.1、Kir2.1、Kir4.1、Kir4.2和Kir5.1在人的胃体粘膜组织中的表达,发现六个钾通道均有表达,其中Kir4.1和KCNQ1表达丰度最高;(3)免疫组化技术分析了上述钾通道在人胃粘膜组织中位置及分布;(4)选取人胃粘膜上皮细胞株GES-1,免疫荧光技术确定了H+/K+-ATPase在细胞中的分布,从而推断该细胞株含有胃壁细胞,进一步分析了各钾通道在细胞中的定位,钾通道与H+/K+-ATPase共表达于胞膜和胞浆中;(5)综合初步实验结果,我们认为KCNQ1与Kir4.1钾通道与胃酸分泌关系较为密切,我们探究KCNQ1通道和Kir通道分别阻断对Forskolin激活的人GES-1细胞胞内pH的变化及pH值的恢复能力的影响,发现在阻断Kir通道后,胞内pH改变及恢复能力显著减弱;(6)我们进而研究siRNA技术抑制Kir4.1表达后人GES-1细胞胞内pH的变化及pH值的恢复能力的改变,发现Kir4.1沉默后,胞内pH改变及恢复能力显著减弱,进一步证实了Kir4.1通道与胃酸分泌密切相关。从该项目的研究,我们可以得出结论在人的胃粘膜的壁细胞有钾通道KCNQ1、Kir1.1、Kir2.1、Kir4.1、Kir4.2和Kir5.1的表达,钾通道Kir4.1参与了胃粘膜的胃酸分泌,提示钾通道在胃粘膜胃酸的分泌中有重要的作用。该研究表明了钾通道在胃粘膜胃酸分泌中的生理意义,阐明了参与人的胃粘膜细胞胃酸分泌的钾通道,也为在酸相关性疾病治疗中胃酸分泌的抑制提供了新的靶点。