细胞内 pH 值调控 Kir4.1/Kir5.1 通道内在内向整流强度：揭示生理功能新机制

为探究细胞内 pH 对 Kir4.1/Kir5.1 通道内在内向整流程度的影响，研究人员利用膜片钳技术对 HEK-293 细胞进行研究。发现细胞内 pH 强烈调控该整流强度，且内在整流机制对通道整体整流有重要贡献。

　　Kir4.1/Kir5.1 通道在肾脏和大脑等重要生理功能中发挥着关键作用。这些通道有两个内向整流机制同时存在：经典的由多胺和 Mg²⁺堵塞通道孔引发的 “外在” 内向整流，以及由 K⁺通量驱动的新型 “内在” 电压依赖性机制。此前研究表明，Kir4.1/Kir5.1 通道在生理范围内会受到细胞内 pH 的调节。此次，研究人员借助膜片钳技术的内膜向外模式，对在 HEK-293 细胞中表达的 Kir4.1/Kir5.1 通道展开研究，探究细胞内 pH 对其内在内向整流程度的影响。研究发现，已知能调节 Kir4.1/Kir5.1 通道 pH 敏感性的突变会减弱内向整流。三重突变通道 Kir4.1 (K67M)/Kir5.1 (N161E - R230E) 在 pH 7.4 时几乎消除了内向整流，但在酸性 pH 值下这一特性又重新出现。同样地，野生型 Kir4.1/Kir5.1 通道的强内向整流会因细胞内碱化而减弱，因酸化而增强。这些实验表明，细胞内 pH 强烈调控着内在内向整流的强度。此外，三重突变通道在 pH 7.4 时仍保留外在内向整流机制，可被精胺阻断，但与野生型通道不同，它失去了对 PIP₂水平升高的反应能力。有趣的是，对野生型和三重突变通道的全细胞记录显示，在基础条件下，内在内向整流机制是 Kir4.1/Kir5.1 通道整体整流的重要贡献因素。