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编号:10497369
1-(2, 6-二甲基苯氧基)-2-(3, 4-二甲氧基苯乙氨基) 丙烷盐酸盐对培养的乳鼠心肌细胞[Ca2+]I的影响
http://www.100md.com 《同济大学学报(医学版)》 2000年第3期
     作者:郑恒 谢辉 钱家庆 杨业金

    单位:杨业金 谢辉(同济医科大学实验医学研究中心分子生物学开放实验室,武汉 430030);钱家庆(同济医科大学基础医学院药理学教研室,武汉 430030);郑恒(同济医科大学附属同济医院药学部,武汉 430030)

    关键词:1-(2,6-二甲基苯氧基)-2-(3,4-二甲氧基苯乙氨基) 丙烷盐酸盐;钙,游离的,胞浆内;心肌;细胞,培养的

    同济医科大学学报000304 摘要 采用Fura-2/AM显微荧光测钙技术,检测培养 新生大鼠单个心肌细胞内游离钙的浓度,并观察1-(2,6-二甲基苯氧基)-2-(3,4-二甲 氧基苯乙氨基)丙烷盐酸盐(DDPH)对不同刺激〔去氧肾上腺素,高K+,血管紧张素Ⅱ(A ngII)〕所致心肌细胞钙超载的影响。结果表明:①在含钙、无钙标准台氏液,DDPH 10 -4 mol.L-1对去氧肾上腺素(Phe) 10-4 mol.L-1所致钙增高 有显著抑制作用。②DDPH 10-4 mol.L-1对高K+ 50 mmol.L-1引 起的[Ca2+]i 增高有一定抑制作用,对AngⅡ 10-4 mol.L-1引 起的[Ca2+]i 增高有部分拮抗作用。提示:DDPH可拮抗α1受体调控的Ca 2+通道,对钙库钙释放也有抑制作用,对电压依赖性钙通道有一定调控作用。
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    中图法分类号 R972, Q582, R329.2, R322.1

    Effects of 1-(2,6-dimethylphenoxy)- 2 -(3,4-dimethoxyphenylethylamino)

    Propane Hydrochloride on Ca2+ Trans ients in Neonatal Rat Cardiomyocytes

    Zheng Heng

    (epartment of Pharmaceutics, Tongji Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430030)

    Xie Hui
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    (Opening Laboratory for Medical Molecular Biology, Research Center of Experi mental Medicine, Tongji Medical University, Wuhan 430030)

    Qian Jiaqing

    (Department of Pharmacology, School of Basic Medical Sciences, Tongji Medica l University, Wuhan 430030)

    Abstract The effect of 1-(2,6-dimethylphenoxy)-2-(3,4-dime thoxyphenylethylamino) propane hydrochloride (DDPH) on the changes of intracel lular free Ca2+ concentration ([Ca2+]i) induced by phenylephrin e, KCl and Ang II was studied. The [Ca2+]i in the cultured single ven tricular cardiomyocyte from newborn rats was determined by using Fura-2/AM micr ofluorometric technique. The results showed that DDPH(10-4 mol/L) could s ignificantly inhibit 10-4 mol/L phenylephrine-induced elevation of [Ca 2+]i. Pretreatment of DDPH 10-4 mol/L also reduced both KCl(50 mmol/L)- and AngII (10-4 mol/L)-induced elevation of [Ca2+]i. The results suggest that DDPH can decrease the elevation of [Ca2+]i induced by phenylephrine through antagonizing r eceptor-mediated Ca2+ channel and regulating voltage-dependent Ca2+ channel respectively.
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    Key words 1-(2,6-dimethylphenoxy)-2-(3,4-dimethoxyp henylethylamino) propane; hydrochloride; calcium, free, cytosolic; myocardium ; cells, cultured

    钙离子作为第二信使,在细胞中广泛参与各种生命活动,它不仅调控细胞代谢,也与DNA复 制和转录的调控有关。钙超载是多种原因导致的细胞损伤和死亡的共同通路。故降低心肌细 胞内Ca2+浓度,是阻止心肌细胞损伤、死亡及功能异常的重要手段[1]。1- (2,6-二甲基苯氧基)- 2-(3,4-二甲氧基苯乙氨基)丙烷盐酸盐(DDPH)为α1受体阻 断剂 ,并兼具钙离子拮抗作用[2,3]。本实验应用新型荧光指示剂Fura-2/AM,直接测 定培养大鼠单个心肌细胞内游离钙浓度并观察DDPH对不同刺激(去氧肾上腺素,高K+,血管 紧张素Ⅱ(AngⅡ)所引起的心肌细胞钙超载的影响,以估计其对心血管疾病的治疗前景。
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    1 材料与方法

    1.1 药品与试剂

    DDPH由中国药科大学合成,化学纯度99%以上,用蒸馏水稍加温溶解,冷却后备用。Fur a-2/AM购自Sigma公司,RPMI-1640培养基,胰蛋白酶,小牛血清购自Gibco公司,其它药 品为国产分析纯试剂。

    1.2 乳鼠心肌细胞培养

    参照文献[4]并作一些改进:在无菌条件下,取出乳鼠的心室,置于D-Hank’s液中。 将心室剪碎,用0.8 g/L 胰蛋白酶消化,温度控制在(36.5±0.5) ℃。用培养液中止消 化 ,细胞悬液离心后所得细胞沉淀用含100 g.L-1小牛血清的RPMI-1640培养基悬浮 ,于 培养箱中静置90 min,以时差法去除已贴壁的成纤维细胞和其它杂质,将细胞悬液接种于培 养板内,在培养箱中培养备用,培养16~24 h的贴壁心肌细胞已出现自发性搏动。
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    1.3 心肌细胞Fura-2的负载

    细胞置于Fura-2/AM终浓度为5 μmol.L-1的培养基,37 ℃温孵30 min。弃培 养基,用Hanks液冲洗后,在荧光倒置显微镜下观察荧光强度。

    1.4 心肌细胞内游离钙的测定

    单细胞[Ca2+]i的测定由计算机可程控单色光源,Zeiss倒置荧光信号及分 析游离钙离子浓度的Macintosh 650计算机系统组成[5]。计算胞内游离钙离子浓度 的公式如下:

    [Ca2+]i =keff×(R-Rmin)/(Rmax-R)

    R=F1/F2
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    其中keff为有效结合常数,F1为双波长中较短波长(340 nm)激发F的荧光强度,F2 则为较长波长(380 nm)激发F的荧光强度。R为F1与F2的比值,Rmin是在零钙浓度下的最 小荧光比值,R则为在高钙浓度下的最小荧光比值。Rmax则为在高钙浓度(10 mmol/L)时的最 大荧光比值。

    1.5 统计分析

    数据均以±s表示,差异显著性用t检验

    2 结果

    2.1 搏动心肌细胞[Ca2+]i瞬间变化

    取培养3~5 d的心肌细胞,可以记录到比较规则的[Ca2+]i瞬间变化,每次 瞬间变化均伴有380 nm处荧光强度下降,340 nm处荧光强度增强。[Ca2+]i 的 瞬间变化值与胞外Ca2+呈正相关。当细胞外Ca2+为1.3 mmol.L-1时 ,[Ca2+]i瞬间变化最大值可达(187±26) nmol.L-1,最小值达(98±1 7) nmol.L-1(n=9) (图1)。 加入DDPH(10-4 mol.L-1 1 5 min,对上述变化无明显影响〔最小值为(101±16) nmol.L-1,n=9〕。
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    2.2 DDPH对去氧肾上腺素(Phe)引起的心肌细胞[Ca 2+]i增高的影响

    在细胞外Ca2+为1.3 mmol.L-1时,Phe 10-4 mol.L-1 用微玻璃管吹加给药,显著增加细胞[Ca2+]i 由静息时(98±17) nmol.L -1增加至(484±28) nmol.L-1;在细胞外Ca2+为0 mmol.L-1时 , Phe 10-4 mol.L-1用微玻璃管吹加给药,[Ca2+]i增加至(429±19) nmol.L-1,预先给DDPH 10-4 mol.L-1,温孵15 min, 分别 加入Phe 10-4 mol.L-1, [Ca2+]i仅分别增加至(131±24) nmo l.L-1,(107±21) nmol.L-1(如图2)。表明DDPH对Phe引起的[Ca2 +]i增高有显著抑制作用。(P<0.01,n=9)
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    图1 单个心肌细胞搏动时的[Ca2+ ] i

    图2 DDPH(10-4 mol.L-1 )对去氧肾上腺素(Phe 10-4 mol.L-1) 引起的心肌细胞[Ca2+ ]i 增高的影响

    (1)对照组,(2)在细胞外钙为1.3 mmol.L-1时,Phe 10-4 mo l.L-1组,(3)在细胞外钙为0 mmol.L-1时,Phe 10-4 mol.L -1组,(4)DDPH 10-4 mol.L-1组,(5)表示在细胞外钙为1.3 mm ol.L-1时,DDPH 10-4 mol.L-1 + Phe 10-4 mol.L -1组,(6)表示在细胞外钙为0 mmol.L-1时,DDPH 10-4 mol.L -1 + Phe 10-4 mol.L-1组与对照组比较 . P<0.05 .. P<0.01,与Phe组比较 # P<0.05 ## P<0.01 .(n=9)
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    2.3 DDPH对高钾去极化引起的心肌细胞[Ca2+ ]i增高的影响

    在细胞外Ca2+为1.3 mmol.L-1时,用微玻璃管吹加KCl 50 mmol.L -1,心肌细胞[Ca2+]i由(97±18) nmol.L-1增高至(528±22) nm ol.L-1;预先给DDPH 10-4mol.L-1,温孵15 min,[Ca2+ ]i为(99±16) nmol.L-1吹加KCl 50 mmol.L-1,[Ca2+]i 增高至(226±17) nmol.L-1(如图3)。表明DDPH对高钾去极化引起的心肌细胞[C a2+]i增高有显著抑制作用。(P<0.01,n=9)
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    图3 DDPH(10-4 mol.L-1)对高钾去极化(KCl 50 mmol .L-1)和AngII 10-4 mol.L-1引起的心肌细胞[Ca2+] i 增高的影响

    (1)为对照组,(4)DDPH 10-4 mol.L-1组,(7)表示KCl mmol .L-1组,(8)DDPH 10-4 mol.L-1+ KCl 50 mmol.L-1组 ,(9)AngII 10-4 mol.L-1组,(10)DDPH 10-4 mol.L-1 + AngII 10-4 mol.L-1组与对照组比较 . P<0.05 .. P<0.01,与高钾组比较 # P<0.05 ## P<0.01(n=9)
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    2.4 DDPH对AngII引起的心肌细胞[Ca2+]i增高 的影响

    在细胞外Ca2+为1.3 mmol.L-1时,用微玻璃管吹加AngII 10-4 mol.L-1,心肌细胞[Ca2+]i 由(95±14) nmol.L-1增高至(4 69±25) nmol.L-1;预先给DDPH 10-4 mol.L-1,温孵15 min,[ Ca2+]i为(100±17) nmol.L-1再吹加AngII 10-4 mol.L- 1,心肌细胞[Ca2+]i增高至(325±17) nmol.L-1(如图3)。表明DD PH对AngII 10-4 mol.L-1引起的心肌细胞[Ca2+]i增高有抑制 作用。(P<0.05,n=9)
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    3 讨论

    根据第二信使的不同,可以把胞内钙库分为两类,IP3型的钙库(IP3作为第二信使)和CIC R型钙库(Ca2+作为第二信使) 。

    本实验以Fura-2/AM为荧光指示剂,测得的单个心肌细胞静息状态的[Ca2+] i值及搏动细胞[Ca2+]i瞬间变化的最大值与最小值均在文献报道范围 之内。 在静息状态下,心肌细胞内钙水平的维持得益于一系列细胞膜主动钙转运机制,细胞外 钙主要经被动扩散进入细胞内。本实验结果表明DDPH 10-4 mol.L-1对静息 状态下细胞内[Ca2+]i变化无明显影响。

    苯肾上腺素通过激活α1受体调控Ca2+通道,使外Ca2+内流引起[Ca 2+]i增高[6]。DD PH具有α1受体阻断作用,DDPH 10-4 mol.L-1可显著降低苯肾上腺素10 -4 mol.L-1引起的胞内钙增高。在外钙为0时,Phe引起[Ca2+]i增 高主要是胞内钙库Ca2+释放所引起,本实验表明DDPH对苯肾上腺素引起的钙库Ca 2+释放也有显著抑制作用,但是对IP3型钙库,还是CICR型钙库的作用还有待证实。
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    DDPH抑制高钾去极化所致[Ca2+]i增高,表明其对电压依赖性钙通道有一定 调控作用[7]

    已表明AngII激活PLC、PLD、PLA2等多条信号转导通路,增强Ca2+内流,促肌浆 网释放Ca2+,因而提高胞内钙量[8,9]。DDPH 10-4 mol.L-1 对AngⅡ引起的[Ca2+]i增高,有部分拮抗作用。但作用于哪几条信号转导途 径还有待于进一步研究。

    国家医药管理局新药基金资助项目(No. CND-87040)

    郑恒,男,1969年生,医学博士

    参 考 文 献
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    1,Hajjar R J,Schmidt U,Kang J X et al. Adenoviral gene transfer of Phospholamban in isolated rat cardiomyocytes. Circ Res, 1997,81:145

    2,李倩) ,黄冬冬,钱家庆. 1-(2,6-二甲基苯氧基)-2-(3,4-二甲氧基 苯乙胺基)丙烷盐酸盐对大鼠α1受体的影响.中国药理学与毒理学杂志,1990,4(2): 91

    3,张志兵,童秋生,钱家庆. 1-(2,6-二甲基苯氧基)-2-(3,4-二甲氧 基苯乙胺基)丙烷盐酸盐对心肌肥厚大鼠左心室N-ras,P53 mRNA表达的影响.中国药理学与 毒理学杂志,1997,11(1):39

    4,Hoffmann P,Toraason M.Alterations by a thromboxane A2 analog(u 44619 ) of calcium dynamics in isolated rat cardiomyocytes. J Pharmacol Eyp Ther, 199 3,264:1336
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    5,易 永,蔡 东,瞿安莲. Ebselen 抑制ONOO-对神经原[Ca2+]i 的影响. 华中理工大学学报,1998,26(5):20

    6,Pignier C,Fares N,Potreau D. Effects of adrenergic stimulation on po stnatal development and calcium current in newborn rat. J Cardiovasc Pharmacol,1 998,31:2262

    7,Hensley J, Billman G E,Johnson J D. Effects of Calcium channel antag onists on Ca2+ transients in rat and canine cardiomyocytes. J Mol Cell Car diol, 1997,29:1037
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    8,Touyz R M,Fareh J,Thibault G et al. Schiffrin. Intracellular Ca 2+ modulation by angiotensin Ⅱ and endothelin-1 in cardiomyocytes and fibrob lasts from hypertrophied hearts of spontaneously hypertensive rats. Hypertension ,1996,28:797

    9,Touyz R M,Schiffrin E L. Tyrosine kinase signaling pathways modulate angiotensin Ⅱ induced calcium ([Ca2+]i) transients in vascular smoo th muscle cells. Hypertension. 1996,27:1097

    (1998-11-20 收稿), http://www.100md.com