KR-31762, a novel KATP channel opener, exerts cardioprotective effects by opening SarcKATP channels in rat models of ischemia/reperfusion-induced heart injury

Lee, Sunghun; Yang, Min-Kyu; Lim, Jihwan; Seo, Hyun-Ji; Yi, Kyu Yang; Yoo, Sung‐Eun; Lee, Byung-Ho; Won, Hyung‐Sik; Lee, Chang‐Soo; Choi, Woojin; Shin, Hyung-Jin

doi:10.1007/s12272-001-1182-9

Cited by 5 publications

(8 citation statements)

References 26 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The results from the present study demonstrated that KR-31761 exerts potent cardioprotective activity in rat models of ischemia / reperfusion-induced heart injury through opening K + ATP channels located both at the mitochondria (mitoK + ATP channel) and sarcolemma (sarcK + ATP channel) of cardiomyocytes, unlike its diastereomer KR-31762 (27), with a markedly weaker vasodilating activity compared with BMS-180448, a prototype cardioselective mitoK + ATP -channel opener that does not induce shortening of action potential duration within its cardioprotective concentration (14).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 59%

“…KR-31762 was found to have a very weak vasorelaxant activity similar to KR-31761 and significant preischemic cardiodepressant activity, the latter being closely associated with the significant cardioprotective activity against ischemia / reperfusion-induced heart injury (27). The stereospecific relationships of these two diastereomers to their pharmacological features indicate the importance of this functional group as a critical structural determinant of their specificity for mitoK + ATP and sarcK + ATP channels.…”

Section: +mentioning

confidence: 90%

“…The thoracic aorta was isolated from male SpragueDawley rats as previously described (27,28). The endothelium was removed and the aortic preparations (2 -3-mm width) were mounted for isometric force recording in an organ bath containing 20 ml of Krebs' bicarbonate buffer (118 mM NaCl, 4.7 mM KCl, 2.5 mM CaCl 2 , 25 mM NaHCO 3 , 1.2 mM MgSO 4 , 1.2 mM KH 2 PO 4 , and 11.0 mM glucose) bubbled with a gas mixture consisting of 95% O 2 and 5% CO 2 and maintained at 37°C.…”

Section: Vasorelaxant Effects On Methoxamine-constricted Rat Aortamentioning

confidence: 99%

“…Recently, we reported that KR-31762 exerted potent cardioprotective activities against ischemia/ reperfusioninduced heart injury with a markedly improved cardioselectivity over vasculature (27). KR-31761 {1-[(2R,3S,4R)-3,4-dihydro-2-dimethoxymethyl-3-hydroxy-2-methyl-6-nitro-2H-1-benzopyran-4-yl]-(2S)-5-methoxy-2,3-dihydro-1H-indole-2-carboxylic acid ethyl ester; Fig.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 3 more Smart Citations

KR-31761, a Novel K+ATP-Channel Opener, Exerts Cardioprotective Effects by Opening Both Mitochondrial K+ATP and Sarcolemmal K+ATP Channels in Rat Models of Ischemia/Reperfusion-Induced Heart Injury

et al. 2009

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. The cardioprotective effects of KR-31761, a newly synthesized K + ATP opener, were evaluated in rat models of ischemia / reperfusion (I/ R) heart injury. In isolated rat hearts subjected to 30-min global ischemia / 30-min reperfusion, KR-31761 perfused prior to ischemia significantly increased both the left ventricular developed pressure (% of predrug LVDP: 17.8, 45.1, 54.2, and 62.6 for the control, 1 μM, 3 μM, and 10 μM, respectively) and double product (DP: heart rate × LVDP; % of predrug DP: 17.5, 44.9, 56.2, and 64.5 for the control, 1 μM, 3 μM, and 10 μM, respectively) at 30-min reperfusion while decreasing the left ventricular end-diastolic pressure (LVEDP). KR-31761 (10 μM) significantly increased the time to contracture during the ischemic period, whereas it concentration-dependently decreased the lactate dehydrogenase release during reperfusion. All these parameters were significantly reversed by 5-hydroxydecanoate (5-HD, 100 μM) and glyburide (1 μM), selective and nonselective blockers of the mitochondrial K + ATP (mitoK + ATP ) channel and K + ATP channel, respectively. In anesthetized rats subjected to 30-min occlusion of left anterior descending coronary artery / 2.5-h reperfusion, KR-31761 administered 15 min before the onset of ischemia significantly decreased the infarct size (72.2%, 55.1%, and 47.1% for the control, 0.3 mg / kg, i.v., and 1.0 mg / kg, i.v., respectively); and these effects were completely and almost completely abolished by 5-HD (10 mg / kg, i.v.) and HMR-1098, a selective blocker of sarcolemmal K + ATP (sarcK + ATP ) channel (6 mg / kg, i.v.) administered 5 min prior to KR-31761 (72.3% and 67.9%, respectively). KR-31761 only slightly relaxed methoxamine-precontracted rat aorta (IC 50 : >30.0 μM). These results suggest that KR-31761 exerts potent cardioprotective effects through the opening of both mitoK + ATP and sarcK + ATP channels in rat hearts with a minimal vasorelaxant effect.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 59%

Section: +mentioning

confidence: 90%

Section: Vasorelaxant Effects On Methoxamine-constricted Rat Aortamentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

KR-31761, a Novel K+ATP-Channel Opener, Exerts Cardioprotective Effects by Opening Both Mitochondrial K+ATP and Sarcolemmal K+ATP Channels in Rat Models of Ischemia/Reperfusion-Induced Heart Injury

et al. 2009

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…For example, diazoxide stimulates all K ATP channel containing SUR1, SUR2A (in the presence of Mg 2+ ADP), and SUR2B. However, Kir6.2/SUR2A channels are only weakly activated by diazoxide in the absence of ADP (D'Hahan et al, 1999;Lee et al;2008). Pinacidil and cromakalim preferentially activate SUR2A and SUR2B, instead of SUR1 (Seino and Miki, 2003).…”

Section: K Atp Channel Activatorsmentioning

confidence: 99%

Role of KATP channels in angiogenesis

Ουμαρού¹

View full text Add to dashboard Cite

Σε πολλά εργαστήρια, σε παγκόσμιο επίπεδο, συντελείται σημαντική ερευνητική προσπάθεια για την ταυτοποίηση νέων μοριακών μηχανισμών στο πεδίο της αγγειογένεσης ως στόχων ανάπτυξης φαρμάκων, καθώς η θεραπευτική ρύθμιση της αγγειογένεσης μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την εξέλιξη πολλών ασθενειών. Η διέγερση της αγγειογένεσης είναι επιθυμητή σε καταστάσεις ισχαιμίας όπου η παροχή αίματος μειώνεται σοβαρά, με αποτέλεσμα δυσλειτουργία ή νέκρωση ιστών, όπως πχ συμβαίνει κατά την εμφάνιση αρτηριοπάθειας στο διαβητικό κάτω άκρο ή μετά από έμφραγμα του μυοκαρδίου. Σε αντιδιαστολή, η αναστολή υπερβολικής ή έκτοπης αγγειογένεσης μπορεί να είναι επωφελής σε καταστάσεις όπως κατά την ανάπτυξη συμπαγούς όγκου ή σε νεοαγγειακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας σχετιζόμενη με την ηλικία. Έχει δειχθεί ότι το Υδρόθειο (H2S), ένας νέος αγγειοδραστικός αέριος διαβιβαστής (gasotransmitter), μπορεί να εκκινήσει αγγειογόνες αποκρίσεις που εξαρτώνται από την ενεργοποίηση των ευαίσθητων στο ΑΤΡ διαύλων καλίου (ΚΑTP). Μας κίνησε επίσης το ενδιαφέρον η αναφορά οτι το C-νατριουρητικό πεπτίδιο (CNP), που είναι γνωστό ότι ενεργοποιεί τους ίδιους διαύλους καλίου, δύναται να προάγει τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων. Ωστόσο, οι αγγειογενετικές ιδιότητες του CNP δεν έχουν διερευνηθεί σε βάθος. Αυτή η σύγκλιση μας ώθησε στη διερεύνηση του κατά πόσον η άμεση ενεργοποίηση των ΚΑTP διαύλων καλίου προκαλεί αγγειογενετική απόκριση και επίσης εάν η απόκριση των ενδοθηλιακών κυττάρων στο CNP ή στον αγγειακό ενδοθηλιακό αυξητικό παράγοντα (VEGF) απαιτούν πράγματι ενεργοποίηση των διαύλων ΚΑTP. Η πειραματική προσέγγιση σχεδιάστηκε με βάση τόσο in vivo, όσο και in vitro μεθόδους. In vivo, η φυσιολογικά συντελλούμενη αγγειογένεση στην χοριοαλλαντοϊκή μεμβράνη εμβρύου όρνιθας (CAM) ενισχύθηκε απο τον άμεσο ενεργοποιητή των διαύλων ΚΑTP, το μόριο SG-209, καθώς και απο τα πολυπεπτίδια CNP και VEGF. Δύο αναστολείς των διαύλων ΚΑTP, η γλιβενκλαμίδη (glibenclamide) και το 5-υδροξυδεκανοϊκό οξύ (5-HD), ανέστειλαν τόσο την αγγειογένεση υποβάθρου (basal) της χοριοαλλαντοϊκής μεμβράνης, όσο και την επαγόμενη απο το CNP αγγειογένεση το σύστημα αυτό. In vitro, άμεσοι ενεργοποιητές των διαύλων ΚΑTP όπως η νικορανδίλη (nicorandil) και το SG-209, καθώς και έμμεσοι ενεργοποιητές, μέσω αρχικής αγωνιστικής δράσης τους σε ειδικούς υποδοχείς, όπως ο VEGF και το CNP, αύξησαν τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση εγκεφαλικών ενδοθηλιακών κυττάρων ποντικού της κυτταρικής σειράς bEnd.3. Επιπλέον, ο VEGF και το CNP επάγουν με παρόμοιο τρόπο το σχηματισμό τριχοειδών αγγείων απο ενδοθηλιακά κύτταρα απομονωμένα απο φλέβα ανθρώπινου ομφάλιου λώρου (HUVEC) που δημιουργούνται σε Matrigel με χαμηλή περιεκτικότητα σε αυξητικούς παράγοντες. Όλες αυτές οι in vitro θετικές αγγειογενετικές ενδοθηλιακές αποκρίσεις αναστέλλονται παρουσία της γλιβενκλαμίδης και του 5-HD. Διαμόλυνση κυττάρων HUVECs με siRNA που στοχεύει ειδικά την υπομονάδα του δίαυλου καλίου Kir 6.1 μείωσε αποτελεσματικά την έκφραση αυτής της υπομονάδας τόσο σε επίπεδο mRNA όσο και σε πρωτεϊνικό επίπεδο. Η μείωση στην έκφραση της υπομονάδας Kir6.1 των διαύλων καλίου προκάλεσε καταστολή της μετανάστευσης των κυττάρων HUVECs σε θαλάμους τύπου φρέατος (transwells) καθώς και σημαντική απομείωση στο σχηματισμό δικτύου τριχοειδών αγγείων σε Matrigel, όταν αυτές οι αποκρίσεις επάγονται είτε απο τον άμεσο ενεργοποιητή των διαύλων ΚΑTP, το μόριο SG-209, είτε απο τον έμμεσο ενεργοποιητή των διαύλων ΚΑTP (μέσω δράσης σε ειδικούς υποδοχείες), το πεπτίδιο CNP. Επιπλέον, ο πολλαπλασιασμός και η μετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων bEnd.3 που διεγείρονται ως απόκριση στο μόριο SG-209 απαιτούν κινητοποίηση των "κλασσικών" ενδοθηλιακών προ-αγγειογενετικών κινασών Erk1 / 2, p38 και Akt, δεδομένου ότι οι αποκρίσεις αυτές στον SG-209 καταστάλθηκαν απο κάθε ένα από τους αντίστοιχους αναστολείς των κινασών. Η παρούσα μελέτη μας επιτρέπει να συμπεράνουμε ότι: α) άμεση φαρμακολογική τροποποίηση της λειτουργίας των διαύλων ΚATP επηρεάζει σημαντικά τις αγγειογόνες αποκρίσεις τόσο in vitro όσο και in νίνο, β) το CNP είναι όντως ένας αγγειογενετικός παράγοντας, τόσο ισχυρός και αποτελεσματικός για την κινητοποίηση ενδοθηλιακών κυττάρων όσο και ο VEGF, γ) οι αγγειογόνες επιδράσεις του CNP και του VEGF εξαρτώνται από την ενεργοποίηση των ενδοθηλιακών διαύλων ΚΑTP και συγκεκριμένα απαιτούν την έκφραση της υπομονάδας Kir6.1 του διαύλου ΚΑTP, και τέλος δ) η ενεργοποίηση των διαύλων ΚΑTP φαίνεται οτι είναι ένας κοινός μοριακός μηχανισμός που υποστηρίζει την αγγειογένεση που διεγείρεται απο ένα ευρύ φάσμα ενδογενών αγγειοδραστικών χυμικών ερεθισμάτων, που περιλαμβάνουν το H2S, τον VEGF και το CNP. Οι επιπτώσεις της μελέτης αυτής στην θεραπευτική πράξη είναι πιθανώς σημαντικές: Οι τύπου σουλφονυλουρίας αναστολείς διαύλων των διαύλων ΚΑTP, που στοχεύουν μη-επαρκώς επιλεκτικά σε β-παγκρεατικά κύτταρα, χρησιμοποιούνται ευρέως ως φάρμακα για τη θεραπεία του διαβήτη τύπου II, μια ασθένεια που χαρακτηρίζεται από γενικευμένη δυσλειτουργία του αρτηριακού συστήματος, με συνέπεια υψηλή επίπτωση εμφράγματος του μυοκαρδίου και ισχαιμίας των κάτω άκρων. Η εξέλιξη ενός επεισοδίου μυοκαρδιακής ισχαιμίας σε διαβητικούς ασθενείς είναι χειρότερη εάν αυτοί ακολουθούσαν φαρμακολογική θεραπεία με σουλφονυλουρίες, υποδεικνύοντας κάποια, μέχρι τώρα σε σημαντικό βαθμό ανεξήγητη, επιβλαβή καρδιαγγειακή επίδραση αυτής της κατηγορίας ενώσεων. Η παρούσα μελέτη αποδεικνύει ότι η ενεργοποίηση ενδοθηλιακών διαύλων ΚΑTP είναι ένας κοινός προ- αγγειογενετικός μηχανισμός, που μπορεί εν μέρει να εξηγήσει αυτή την αρνητική έκβαση της πρότερης θεραπείας με σουλφονυλουρίες σε διαβητικούς. Επιπλέον, η έρευνα αυτή υποστηρίζει την ανάγκη για το σχεδιασμό νέων μορίων, τα οποία, ενώ θα αναστέλλουν τους διαύλους ΚΑTP στο πάγκρεας, δεν θα επηρεάζουν τους ενδοθηλιακούς διαύλους ΚΑTP και την εξαρτώμενη απο αυτούς αγγειογένεση, και έτσι θα παρουσιάζουν, βάσει των ανωτέρω, βελτιωμένη θεραπευτική δράση.

show abstract

Glucagon-Like Peptide-1 Analog Liraglutide Attenuates Pressure-Overload Induced Cardiac Hypertrophy and Apoptosis through Activating ATP Sensitive Potassium Channels

Bai

Hao²,

Zheng

et al. 2020

Cardiovasc Drugs Ther

View full text Add to dashboard Cite

Purpose This study aimed to investigate whether inhibition of glucagon-like peptide-1 (GLP-1) on pressure overload induced cardiac hypertrophy and apoptosis is related to activation of ATP sensitive potassium (KATP) channels. Methods Male SD rats were randomly divided into five groups: sham, control (abdominal aortic constriction), GLP-1 analog liraglutide (0.3 mg/kg/twice day), KATP channel blocker glibenclamide (5 mg/kg/day), and liraglutide plus glibenclamide.Results Relative to the control on week 16, liraglutide upregulated protein and mRNA levels of KATP channel subunits Kir6.2/ SUR2 and their expression in the myocardium, vascular smooth muscle, aortic endothelium, and cardiac microvasculature. Consistent with a reduction in aortic wall thickness (61.4 ± 7.6 vs. 75.0 ± 7.6 μm, p < 0.05), liraglutide enhanced maximal aortic endothelium-dependent relaxation in response to acetylcholine (71.9 ± 8.7 vs. 38.6 ± 4.8%, p < 0.05). Along with a reduction in heart to body weight ratio (2.6 ± 0.1 vs. 3.4 ± 0.4, mg/g, p < 0.05) by liraglutide, hypertrophied cardiomyocytes (371.0 ± 34.4 vs. 933.6 ± 156.6 μm 2 , p < 0.05) and apoptotic cells (17.5 ± 8.2 vs. 44.7 ± 7.9%, p < 0.05) were reduced. Expression of antiapoptotic protein BCL-2 and contents of myocardial ATP were augmented, and expression of cleaved-caspase 3 and levels of serum Tn-I/−T were reduced. Echocardiography and hemodynamic measurement showed that cardiac systolic function was enhanced as evidenced by increased ejection fraction (88.4 ± 4.8 vs. 73.8 ± 5.1%, p < 0.05) and left ventricular systolic pressure (105.2 ± 10.8 vs. 82.7 ± 7.9 mmHg, p < 0.05), and diastolic function was preserved as shown by a reduction of ventricular enddiastolic pressure (−3.1 ± 2.9 vs. 6.7 ± 2.8 mmHg, p < 0.05). Furthermore, left ventricular internal diameter at end-diastole (5.8 ± 0.5 vs. 7.7 ± 0.6 mm, p < 0.05) and left ventricular internal diameter at end-systole (3.0 ± 0.6 vs. 4.7 ± 0.4 mm, p < 0.05) were improved. Dietary administration of glibenclamide alone did not alter all the parameters measured but significantly blocked liraglutide-exerted cardioprotection. Conclusion Liraglutide ameliorates cardiac hypertrophy and apoptosis, potentially via activating KATP channelmediated signaling pathway. These data suggest that liraglutide might be considered as an adjuvant therapy to treat patients with heart failure.

show abstract

KR-31762, a novel KATP channel opener, exerts cardioprotective effects by opening SarcKATP channels in rat models of ischemia/reperfusion-induced heart injury

Cited by 5 publications

References 26 publications

KR-31761, a Novel K+ATP-Channel Opener, Exerts Cardioprotective Effects by Opening Both Mitochondrial K+ATP and Sarcolemmal K+ATP Channels in Rat Models of Ischemia/Reperfusion-Induced Heart Injury

KR-31761, a Novel K+ATP-Channel Opener, Exerts Cardioprotective Effects by Opening Both Mitochondrial K+ATP and Sarcolemmal K+ATP Channels in Rat Models of Ischemia/Reperfusion-Induced Heart Injury

Role of KATP channels in angiogenesis

Glucagon-Like Peptide-1 Analog Liraglutide Attenuates Pressure-Overload Induced Cardiac Hypertrophy and Apoptosis through Activating ATP Sensitive Potassium Channels

Contact Info

Product

Resources

About