Blood pressure regulation by smooth muscle cell ion channels

平滑肌细胞离子通道调节血压

基本信息

项目摘要

Systemic blood pressure is regulated by smooth muscle cells (myocytes) of small (resistance-size) arteries and arterioles. A key regulator of arterial myocyte contractility is membrane potential, which is controlled by plasma membrane ion channels. Arteries from hypertensive subjects are depolarized, leading to vasoconstriction, but mechanisms involved in this pathological alteration are unclear. Arterial myocytes express several different transient receptor potential (TRP) channels, but physiological systemic blood pressure regulation and involvement of these proteins during hypertension is unclear. This lack of knowledge exists largely because TRP subfamily expression, regulation and function in myocytes of arteries that control blood pressure is unclear, there are no specific TRP channel modulators and global TRP channel knockout mice produced confusing effects on blood pressure. Arterial myocytes express TRP polycystin 1 (TRPP1) channels, but blood pressure regulation by these proteins, signaling mechanisms involved and the concept that targeting of these proteins alleviates hypertension have not been studied. For this proposal, we created the first conditional, myocyte-specific TRPP1 knockout (TRPP1sm-/-) mice to test these hypotheses. Cellular current (I) generated by a membrane ion channel population is determined by number (N), open probability (Po) and single channel current (i), such that I=N.Po.i. Previous studies have primarily examined cell currents (I) generated by TRP channels in myocytes. In contrast, contributions of N and Po to currents are poorly understood. This application stems from novel preliminary data suggesting that regulation of myocyte TRPP1 channel surface N and Po controls arterial contractility and blood pressure, TRPP1 channels are upregulated during hypertension, and myocyte-specific TRPP1 knockout alleviates hypertension. Three specific aims will be investigated. Aim 1 will examine the hypothesis that myocyte TRPP1 channels control arterial contractility and systemic blood pressure using novel, inducible, myocyte-specific TRPP1 knockout mice. Aim 2 will investigate the hypothesis that physiological stimuli regulate both TRPP1 channel surface abundance and open probability in myocytes to control arterial contractility. Aim 3 will explore the hypothesis that systemic hypertension is associated with an increase in arterial myocyte TRPP1 channel surface expression that contributes to vasoconstriction and that myocyte-specific TRPP1 ablation attenuates hypertension. Methods used to test these hypotheses will include arterial biotinylation, FRET, co-IP, immunofluorescence, patch-clamp electrophysiology, membrane potential recording, intracellular Ca2+ imaging, arterial myography and blood pressure telemetry. This proposal will provide significant novel information concerning blood pressure regulation by arterial myocyte TRPP1 channels.
全身性血压受小(电阻大小)动脉的平滑肌细胞(肌细胞)调节 小动脉。动脉肌细胞收缩力的关键调节剂是膜电位,由等离子体控制 膜离子通道。高血压受试者的动脉被去极化,导致血管收缩,但 这种病理改变涉及的机制尚不清楚。动脉肌细胞表达几种不同 瞬态受体电位(TRP)通道,但生理系统性血压调节和 这些蛋白质在高血压期间的参与尚不清楚。缺乏知识的存在很大程度上是因为 控制血压的动脉肌细胞中TRP亚家族表达,调节和功能 尚不清楚,没有特定的TRP通道调节器和产生的全局TRP通道敲除小鼠 对血压的影响令人困惑。动脉肌细胞表达TRP polycystin 1(TRPP1)通道,但血液 这些蛋白质的压力调节,涉及的信号传导机制以及针对这些的概念 尚未研究蛋白质减轻高血压。对于此建议,我们创建了第一个条件, 心肌细胞特异性TRPP1敲除(TRPP1SM - / - )小鼠以检验这些假设。生成的蜂窝电流(i) 由膜离子通道总体由数(n),开放概率(PO)和单个通道确定 当前(i),使得i = n.po.i。先前的研究主要检查了TRP产生的细胞电流(i) 肌细胞中的频道。相反,N和PO对电流的贡献知之甚少。这 应用源于新的初步数据,表明对心肌细胞TRPP1通道表面N的调节n PO控制动脉收缩和血压,高血压期间TRPP1通道被上调, 而特定于心肌细胞的TRPP1敲除可以减轻高血压。将研究三个具体目标。目标1 将研究肌细胞TRPP1通道控制动脉收缩和全身血液的假设 使用新颖的,可诱导的肌细胞特异性TRPP1敲除小鼠的压力。 AIM 2将研究假设 这种生理刺激调节了TRPP1通道表面丰度和心肌细胞的开放概率 控制动脉收缩。 AIM 3将探讨系统性高血压与 增加动脉肌细胞TRPP1通道表面表达,导致血管收缩,并且 肌细胞特异性TRPP1消融可减轻高血压。用于检验这些假设的方法将包括 动脉生物素化,FRET,co-IP,免疫荧光,斑块钳电生理学,膜电位 记录,细胞内Ca2+成像,动脉典范和血压遥测。该提议将 提供有关动脉肌细胞TRPP1血压调节的重要新信息 频道。

项目成果

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Science Signaling Podcast for 9 May 2017: Trafficking of BK channel subunits in arterial myocytes.
2017 年 5 月 9 日科学信号播客:动脉肌细胞中 BK 通道亚基的运输。
  • DOI:
    10.1126/scisignal.aan4849
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Jaggar,JonathanH;VanHook,AnnalisaM
  • 通讯作者:
    VanHook,AnnalisaM
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