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BMC cardiovascular disorders2018Apr10Vol.18issue(1)

メトホルミンは、GK糖尿病ラットのアトリウムにおける小さなコンダクタンスカルシウム活性化カリウムチャネルの電気生理学を回復します

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

背景:小さなコンダクタンスカルシウム活性化カリウムチャネル(SKチャネル)は、心筋細胞の活動潜在的な再分極において重要な役割を果たします。最近、糖尿病患者におけるメトホルミンの潜在的な抗不整脈効果が認識されていますが、根本的なメカニズムはとらえどころのないままです。 方法:糖尿病性goto-kakizaki(GK)ラットを未処理またはメトホルミン(300 mg/kg/day)で12週間処理し、年齢に合ったウィスターラットをコントロールとして使用しました(n = 6群あたり6)。心臓機能、組織学、および線維症を評価するために、心電図、ヘマトキシリン - エオシン染色、およびマッソンの毛虫染色を実施しました。心筋のSKチャネルの発現レベルは、リアルタイムPCRとウエスタンブロッティングによって決定されました。ラットの3つのグループから分離された心筋細胞のSKチャネルの電気生理学は、パッチクランプアッセイによって検査され、Apaminを含むSKチャネルの特定の遮断を受けました。 結果:メトホルミン治療は、糖尿病ラットの心臓線維症と不整脈を大幅に減少させました。コントロール、GK、メトホルミン処理GKラットからの心房筋細胞では、KCA2.2(SK2チャネル)の発現がダウンレギュレートされ、KCA2.3(SK3チャネル)の発現がGKラットのアトリウムでアップレギュレートされました。対照ラットのそれと比較して、メトホルミンは心房SKチャネル発現の糖尿病誘発性の変化を逆転させた。さらに、パッチクランプアッセイにより、SK電流が著しく減少し、活動電位の持続時間がGK心房筋細胞で延長されたことが明らかになり、SKチャネル関数はメトホルミン処理GKラットの心房筋細胞で部分的に復元されました。 結論:我々のデータは、糖尿病条件下での不整脈の発生におけるSKチャネルの関与を示唆しており、心房電気生理学に対するメトホルミンの潜在的な有益な効果をサポートしています。

背景:小さなコンダクタンスカルシウム活性化カリウムチャネル(SKチャネル)は、心筋細胞の活動潜在的な再分極において重要な役割を果たします。最近、糖尿病患者におけるメトホルミンの潜在的な抗不整脈効果が認識されていますが、根本的なメカニズムはとらえどころのないままです。 方法:糖尿病性goto-kakizaki(GK)ラットを未処理またはメトホルミン(300 mg/kg/day)で12週間処理し、年齢に合ったウィスターラットをコントロールとして使用しました(n = 6群あたり6)。心臓機能、組織学、および線維症を評価するために、心電図、ヘマトキシリン - エオシン染色、およびマッソンの毛虫染色を実施しました。心筋のSKチャネルの発現レベルは、リアルタイムPCRとウエスタンブロッティングによって決定されました。ラットの3つのグループから分離された心筋細胞のSKチャネルの電気生理学は、パッチクランプアッセイによって検査され、Apaminを含むSKチャネルの特定の遮断を受けました。 結果:メトホルミン治療は、糖尿病ラットの心臓線維症と不整脈を大幅に減少させました。コントロール、GK、メトホルミン処理GKラットからの心房筋細胞では、KCA2.2(SK2チャネル)の発現がダウンレギュレートされ、KCA2.3(SK3チャネル)の発現がGKラットのアトリウムでアップレギュレートされました。対照ラットのそれと比較して、メトホルミンは心房SKチャネル発現の糖尿病誘発性の変化を逆転させた。さらに、パッチクランプアッセイにより、SK電流が著しく減少し、活動電位の持続時間がGK心房筋細胞で延長されたことが明らかになり、SKチャネル関数はメトホルミン処理GKラットの心房筋細胞で部分的に復元されました。 結論:我々のデータは、糖尿病条件下での不整脈の発生におけるSKチャネルの関与を示唆しており、心房電気生理学に対するメトホルミンの潜在的な有益な効果をサポートしています。

BACKGROUND: Small conductance calcium-activated potassium channels (SK channels) play a critical role in action potential repolarization in cardiomyocytes. Recently, the potential anti-arrhythmic effect of metformin in diabetic patients has been recognized, yet the underlying mechanism remains elusive. METHODS: Diabetic Goto-Kakizaki (GK) rats were untreated or treated with metformin (300 mg/kg/day) for 12 weeks, and age-matched Wistar rats were used as control (n = 6 per group). Electrocardiography, Hematoxylin-eosin staining and Masson's trichome staining were performed to assess cardiac function, histology and fibrosis. The expression levels of the SK channels in the myocardium were determined by real-time PCR and Western blotting. The electrophysiology of the SK channels in the cardiomyocytes isolated from the three groups of rats was examined by patch clamp assay, with specific blockade of the SK channels with apamin. RESULTS: Metformin treatment significantly reduced cardiac fibrosis and alleviated arrhythmia in the diabetic rats. In the atrial myocytes from control, GK and metformin-treated GK rats, the expression of KCa2.2 (SK2 channel) was down-regulated and the expression of KCa2.3 (SK3 channel) was up-regulated in the atrium of GK rats as compared with that of control rats, and metformin reversed diabetes-induced alterations in atrial SK channel expression. Moreover, patch clamp assay revealed that the SK current was markedly reduced and the action potential duration was prolonged in GK atrial myocytes, and the SK channel function was partially restored in the atrial myocytes from metformin-treated GK rats. CONCLUSIONS: Our data suggests an involvement of the SK channels in the development of arrhythmia under diabetic conditions, and supports a potential beneficial effect of metformin on atrial electrophysiology.

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