Effect of Ginsenoside RE on SKCa currents in human coronary artery endothelial cells

Abstract

Endothelial cells are important in regulating coronary circulation, by secreting vasodilators and/or vasoconstrictors. Ginsenoside Re (Re), an active component in ginseng, was reported to increase NO secretion from human umbilical vein endothelial cells. In other cell types, this compound was found to increase K+ current or Ca2+-sensitive K+ (KCa) currents, leading to nitric oxide synthase (NOS) stimulation, increased NO secretion and vasodilation. Re, therefore, may increase KCa activity in human coronary artery endothelial cells (HCAECs). Cultured HCAECs exposed to different concentrations of Re were studied using the whole-cell patch clamp technique. Specific blockers of small- and intermediate-conductance KCa (SKCa and IKCa), non-selective cation (NSC) and inward-rectifier potassium (Kir) channels were employed to study or inhibit individual currents. All currents were reported as mean ± SEM. Re dose-dependently increased outward currents (EC50 = 408.90 + 1.59) nM; P < 0.05). 1 μM Re could significantly increase outward currents by 28.93 ± 7.54 % when the NSC channel was blocked by La3+, but failed when the SKCa channel was inhibited by apamin. When NSC, inward rectifier, intermediate- and highconductance KCa channels were simultaneously blocked (with La3+, Ba2+, clotrimazole and TEA), Re could still increase outward currents significantly (35.49 ± 4.22 %); this effect was again abolished by apamin. These results indicate that Re increased HCAEC outward currents by opening SKCa channels. Therefore, ginsenoside Re may also cause coronary vasodilation in humans, adding to the benefits of ginseng, with a promising future in the protection and/or treatment against coronary artery disease and other cardiovascular conditions.

เซลล์บุโพรงหลอดเลือดมีความสำคัญต่อการควบคุมระบบไหลเวียนเลือดของหัวใจ โดยหลั่งสารที่ขยายหรือตีบหลอดเลือด มีรายงานพบว่า ginsenoside Re (Re) ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ของโสม เพิ่มการหลั่งไนตริกออกไซด์ (NO) จากเซลล์บุโพรงหลอดเลือดดำสายสะดือมนุษย์ ในเซลล์ชนิดอื่นสารนี้ยังสามารถเพิ่มกระแสโพแทสเซียมหรือกระแสโพแทสเซียมที่กระตุ้นโดยแคลเซียม (KCa) นำไปสู่การกระตุ้น nitric oxide synthase (NOS), เพิ่มการหลั่ง NO และขยายหลอดเลือด ดังนั้น Re จึงอาจเพิ่มการทำงานของ KCa ในเซลล์บุโพรงหลอดเลือดแดงหัวใจมนุษย์ (HCAEC) ได้ ศึกษาเซลล์เพาะเลี้ยง HCAEC ที่ได้รับ Re ความเข้มข้นต่าง ๆ กันด้วยวิธี whole-cell patch clamp ใช้สารยับยั้งที่จำเพาะต่อช่อง KCa ชนิดนำไฟฟ้าต่ำ (SKCa) และปานกลาง (IKCa), ช่องไออนบวกชนิดไม่เลือก (NSC) และช่องโพแทสเซียมชนิดปรับตรงด้านไหลเข้า (Kir) เพื่อศึกษากระแสแต่ละชนิดรายงานกระแสทั้งหมดเป็นค่าเฉลี่ยบวกลบความคลาดเคลื่อนมาตรฐานของค่าเฉลี่ย (mean + SEM) Re สามารถเพิ่มกระแสออกตามการเพิ่มความเข้มข้น (EC50 = 408.90 + 1.59 nM, P < 0.05) เมื่อยับยั้ง NSC โดย La3+ พบว่า Re 1 mM สามารถเพิ่มกระแสออกได้ 28.93 + 7.54 % อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ไม่สามารถเพิ่มกระแสออกหากยับยั้ง SKCa โดยใช้ apamin และเมื่อยับยั้ง NSC, Kir, IKCa และ KCa ที่นำไฟฟ้าสูง โดยให้ La3+, Ba2+, clotrimazole และ TEA ไปพร้อมกัน พบว่า Re 1 mM ยังคงสามารถเพิ่มกระแสออกอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติได้ 35.49 + 4.22 % และผลนี้หายไปเมื่อให้ apamin ผลการทดลองเหล่านี้บ่งชี้ว่า Re เพิ่มกระแสออกของ HCAEC ได้โดยเปิด SKCa ดังนั้น ginsenoside Re อาจขยายหลอดเลือดแดงหัวใจมนุษย์ได้ นับเป็นประโยชน์อีกประการของโสม โดยในอนาคตอาจพัฒนามาใช้ในการป้องกันและ/หรือรักษาโรคหลอดเลือดหัวใจ และภาวะทางระบบหัวใจและหลอดเลือดอื่น ๆ