外向钾通道在纳米SiO_2致内皮细胞毒性中的作用

作者：杨莉; 闫庆倩; 赵婧; 李俊; 杨磊; 王正伦

来源：工业卫生与职业病, 2014, 39(03): 139-144.

DOI：10.13692/j.cnki.gywsyzyb.2013.03.005

• 外向钾通道
• 纳米二氧化硅
• 离子通道阻断剂
• 膜片钳
• 血管内皮细胞

目的探讨电压依赖性外向钾通道(voltage-dependent potassium channel,Kv)在纳米二氧化硅(SiO2)致血管内皮细胞毒性中的作用,以验证钾外流与纳米SiO2致细胞炎性反应的关系。方法以人脐静脉内皮细胞(HUVECs)正常培养为阴性对照组,单独加入20μg/ml纳米SiO2为阳性对照组,在20μg/ml纳米SiO2基础上添加不同剂量的Kv通道阻断剂氯化四乙胺(TEA-Cl)或4-氨基吡啶(4-AP)为实验组,检测各组细胞存活率、乳酸脱氢酶(LDH)活力、肿瘤坏死因子(TNF-α)以及白介素-6(IL-6)释放量。用全细胞膜片钳电生理测定正常HUVECs及染不同浓度纳米SiO2时Kv电流变化,验证纳米SiO2对血管内皮细胞Kv的影响。结果与阴性对照(正常细胞组)比较,纳米SiO2(阳性对照组)导致内皮细胞存活率明显降低,LDH活力、TNF-α和IL-6释放量明显增加。与阳性对照组比较,加入钾通道阻断剂TEA-Cl或4-AP后,细胞存活率明显升高,但高剂量阻断剂组反而降低。钾通道阻断剂也导致LDH活力降低,但在最高剂量时甚至达到阳性对照水平。只有高剂量TEA-Cl使TNF-α释放量明显减少,而4-AP自低到高剂量使TNF-α释放量逐渐降低,呈剂量-效应关系。TEA-Cl和4-AP均可明显降低纳米SiO2诱导IL-6释放量。膜片钳电生理实验中,内皮细胞Kv电流表现延迟整流特性,4-AP对该电流的抑制作用明显。与阴性对照(正常细胞组)比较,纳米SiO2导致外向钾电流明显增大,激活曲线左移,斜率因子降低(P<0.05),表明Kv活性增加,通道开放速率明显增高。结论纳米SiO2可引起细胞炎性反应,Kv开放引起的钾外流增加在该毒性效应中可能起着活化细胞、激活炎性体的早期信号作用。

• 单位
  公共卫生学院; 华中科技大学同济医学院