Kích hoạt các kênh Maxi-K bởi Hormone cận giáp và Prostaglandin E2 trong các tế bào xương Osteoblast người

Các thí nghiệm patch clamp đã được thực hiện trên hai dòng tế bào u xương người (tế bào MG-63 và SaOS-2) thể hiện kiểu hình giống như tế bào tạo xương nhằm xác định và đặc trưng hóa các kênh K cụ thể có trong những tế bào này. Đối với tế bào MG-63, trong cấu hình patch gắn vào tế bào (CAP), không có hoạt động kênh nào được quan sát thấy trong dung dịch Ringer chứa 2 mm Ca (điều kiện đối chứng) tại điện thế nghỉ. Ngược lại, một kênh maxi-K đã được quan sát thấy trong CAP trước đó lặng im khi thêm 50 nm hormone cận giáp (PTH), 5 nm prostaglandin E2 (PGE2) hoặc 0.1 mm dibutyryl cAMP + 1 μm forskolin vào dung dịch tắm. Tuy nhiên, các kênh maxi-K có mặt trong các patch bị cắt từ cả tế bào được kích thích và không được kích thích trong 50% tổng số patch đã thử nghiệm. Một kênh K tương tự cũng được quan sát thấy trong tế bào SaOS-2. Đặc trưng hóa kênh maxi-K này cho thấy rằng trong các dung dịch đối xứng (140 mm K), kênh có điện dẫn 246 ± 4.5 pS (n = 7 patch) và, khi Na được thêm vào dung dịch tắm, tỷ lệ tính thấm (PK/PNa) là 10 và 11 đối với tế bào MG-63 và SaOS-2 tương ứng. Trong các patch bị cắt từ tế bào MG-63, xác suất mở kênh (Po) vừa phụ thuộc vào điện áp (mở kênh khi khử cực) vừa phụ thuộc vào Ca; sự hiện diện của Ca làm dịch chuyển đường cong Po so với điện áp về điện thế màng âm. Việc điều biến trực tiếp kênh maxi-K này thông qua protein kinase A (PKA) là rất ít khả năng xảy ra vì trong các patch bị cắt, hoạt động của kênh này không nhạy cảm với sự bổ sung 1 mm ATP + 20 U/ml tiểu đơn vị xúc tác của PKA. Chúng tôi đã đánh giá khả năng rằng PGE2 hoặc PTH kích thích kênh thông qua sự gia tăng canxi nội bào. Đầu tiên, sự hấp thụ canxi (45Ca++) bởi tế bào MG-63 được kích thích trong sự có mặt của PTH và PGE2, một tác động bị ức chế bởi Nitrendipine (10 μm). Thứ hai, trong khi PGE2 kích thích kênh maxi-K hoạt hóa bởi canxi trong dung dịch Ringer chứa 2 mm Ca trong 60% số patch đã nghiên cứu, trong dung dịch tắm Ringer không có Ca, PGE2 không mở được bất kỳ kênh nào (n = 10 patch) cũng như cAMP + forskolin (n = 3 patch), mặc dù các kênh K có mặt dưới patch khi cắt. Ngoài ra, trong sự hiện diện của dung dịch Ringer chứa 2 mm Ca và 10 μm Nitrendipine trong cấu hình CAP, PGE2 (n = 5 patch) và cAMP + forskolin (n = 2 patch) không mở được các kênh K có mặt dưới patch. Khi không quan sát thấy sự kích hoạt kênh thông qua phosphoryl hóa bằng tiểu đơn vị xúc tác của PKA, và việc bổ sung Nitrendipine vào dung dịch tắm hoặc sự vắng mặt của canxi ngăn cản việc mở kênh này, có thể kết luận rằng việc kích hoạt kênh này bởi PTH, PGE2 hoặc dibutyryl cAMP + forskolin là do sự gia tăng nồng độ canxi nội bào thông qua sự xâm nhập của Ca.