大蒜素對H9c2細胞鈉電流的作用

楊易+董穎+陳晨+徐斌+但晴+李泱

【摘要】 目的 觀察大蒜素（Gar）對H9c2細胞鈉電流的影響。方法 取培養大鼠心肌細胞系H9c2細胞， 采用全細胞膜片鉗記錄鈉電流。觀察Gar對鈉電流和門控機制的影響。結果 Gar對INa的抑制效應呈電壓依賴性。-30 mV時， 200 μmol/L Gar可使INa由（-98.4±5.6）pA/pF降低為（-66.5±5.3）pA/pF （P<0.01）。藥物使INa半激活電壓V1/2向去極化方向移動， 減少通道開放， 從而減少INa電流峰值密度。200 μmol/L 的Gar可以使鈉通道的穩態激活曲線向去極化方向移動， 半激活電壓（V1/2， act）從（-50.6±5.4）mV移至（-27.8±3.2）mV（P<0.01）， 激活曲線斜率（kact）差異無統計學意義（P>0.05）。結論 大蒜素可能通過減少鈉通道激活， 降低鈉電流。

【關鍵詞】 大蒜素；H9c2細胞；鈉電流；膜片鉗

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.27.192

【Abstract】 Objective To observe influence by garlcini （Gar） on H9c2 cell sodium current. Methods Sodium current in cultured H9c2 cells of rat cardiac muscle cell line was recorded by whole-cell patch clamp. Observation was made on influence by Gar on sodium current and gating mechanism. Results Inhibiting effect on INa showed its voltage dependency by Gar. With -30 mV， 200 μmol/L Gar decreased INa from （-98.4±5.6） pA/pF to （-66.5±5.3） pA/pF （P<0.01）. Peak value density of INa was reduced by medication which led INa half activation voltage V1/2 toward depolarization and reduced opened channel. Depolarization move of steady-state activation curve in sodium channel was induced by 200 μmol/L Gar. Half-activation voltage （V1/2，act） moved from （-50.6±5.4） mV to （-27.8±3.2） mV （P<0.01）. The difference of activation curve slope （kact） had no statistical significance （P>0.05）. Conclusion Garlcini can reduce sodium current by decreasing sodium channel activation.

【Key words】 Garlcini； H9c2 cell； Sodium current； Patch clamp

心律失常是最常見的心血管疾病之一， 而心肌細胞鈉離子通道電流在心肌電活動中起著主要的作用。其不僅貢獻動作電位的0相除極， 也決定著心肌細胞的有效不應期， 該通道突變可以導致Brugada綜合征、LQT3和家族性房顫等多種遺傳性心律失常[1， 2]， 鈉通道也是一類抗心律失常藥物的作用靶點。然而， 一類抗心律失常藥物多具有副作用， 從而制約了它們的應用[3]。亟需尋找新的抗心律失常藥物。Gar是一種從百合科植物大蒜鱗莖中分離出的具有多種生物學活性的化合物。在心血管疾病領域的應用越來越受到重視， 該成份可以改善缺血心肌的供養， 具有抗心律失常作用[4]。本文選擇大鼠心肌細胞系H9c2細胞， 用全細胞膜片鉗技術觀察Gar對INa的影響， 以期為開發新的抗心律失常藥物提供實驗依據。

1 材料與方法

1. 1 材料 胰蛋白酶、牛血清白蛋白、天門冬氨酸鉀、丙酮酸鈉、MgATP、HEPES、CaCl2、CdCl2、TTX均為Sigma公司產品；EGTA購自Fluka Biochemika；DMEM-F12培養基和胎牛血清購自美國 Gibico公司。

細胞外液（mmol/L）：NaCl 130， CaCl2 2， CsCl 5， MgCl2 1.2， HEPES 10和glucose 5， CsOH調pH至7.4。于細胞外液加入4-AP 5 mmol/L阻斷Ito。

細胞內液（mmol/L）：CsCl 100、TEA-Cl 20、EGTA 10、Na2-ATP 5、HEPES 10， CsOH調pH調至7.2。

1. 2 H9c2細胞的培養 H9c2 心肌細胞由中山大學實驗動物中心提供。在37℃、5% CO2 條件下培養于含有15%胎牛血清的 DMEM-F12培養基中。0.25% 胰蛋白酶消化細胞， 制成細胞懸液。將細胞接種在直徑為1.4 cm的蓋玻片上， 37℃培養貼壁。

1. 3 藥物及應用 Gar購于上海禾風制藥有限公司， 純品是無色或淡黃色油狀物， 相對分子質量為162。臨用時用細胞外液制成終濃度， 細胞外恒流灌流方式給藥。

1. 4 全細胞膜片鉗記錄 將Axon-700B膜片鉗放大器（USA）同計算機連接。刺激信號及電壓輸入信號的采集應用Digidata 1550A數模轉換器（USA）， 均由軟件（pCLAMP10.4） 控制。GG-17玻璃毛坯經pp-83微電極拉制儀（Narishige Co. Japan）拉制成電阻為2.0～5.5 MΩ的電極。調節三維操縱器進行封接， 使封接電阻達>1 GΩ， 吸破細胞膜形成全細胞記錄模式。為消除細胞間的誤差， I值以電流密度（pA/pF）表示。

1. 5 統計學方法 采用SPSS17.0統計學軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差（ x-±s）表示， 采用t檢驗。P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2. 1 大蒜素對H9c2細胞INa及電流電壓曲線的作用 30 mV時， 鈉峰電流密度（-98.4±5.6）pA/pF， 200 μmol/L Gar使電流密度降低為（-66.5±5.3）pA/pF， 比較差異具有統計學意義（P<0.01）。電流-電壓曲線顯示， 通道約在-70 mV激活， 峰值電位在-30 mV， 曲線呈陡峭倒鐘形。200 μmol/L 的Gar使各電壓下電流均被抑制， 尤其是-40～0 mV內電流降低更為明顯。不同濃度Gar作用于INa的原始記錄圖。見圖1A。200 μM Gar 對INa電流峰值密度的作用。見圖1B。

2. 2 大蒜素對H9c2細胞INa穩態激活和穩態失活曲線的影響 200 μmol/L 的Gar可以使鈉通道的穩態激活曲線向去極化方向移動， 半激活電壓（V1/2， act）從（-50.6±5.4）mV移至（-27.8±3.2）mV（P<0.01）， 激活曲線斜率（kact）差異無統計學意義（P>0.05）。應用Gar前后， 鈉通道穩態失活曲線變化不大， 提示藥物對通道的失活過程影響較小。對INa電壓-電流曲線的作用。見圖2A。Gar 對INa穩態激活曲線的作用。見圖2B。

2. 3 大蒜素對INa失活后恢復動力學的影響 200.0 μmol/L Gar使通道恢復時間常數延長， 失活后恢復曲線右移。

3 討論

本文發現， 大蒜素可以抑制心肌細胞系H9c2的INa， 使其電流密度降低。且隨著藥物濃度的增高， 其抑制效應增大， 半數抑制濃度約為85.5 μmol/L。因此， 具有一類抗心律失常藥物的特征。另有報道， 其可以抑制大鼠心肌細胞ICa， L、IKr和Ito[5-10]， 可見其對離子通道電流的效應是多重的， 這較符合現代抗理想心律失常藥物的特征。Gar抑制INa的效應在電流峰電位附近更加明顯。

對通道門控機制和動力學分析發現， Gar主要從二個環節降低INa通道的開放， 即Gar可以使鈉通道激活曲線右移， 從而延遲通道激活；Gar還可使鈉通道失活后恢復時間延長， 從而減緩通道失活后的再次激活。這可能是其降低INa的機制之一。但本研究從細胞電生理角度解釋了Gar抗心律失常的部分機制， 且該藥物具有多通道抑制特點， 符合現代抗心律失常藥物的理念[8]。

參考文獻

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[收稿日期：2016-07-07]