β-肾上腺素受体调控心肌细胞兴奋收缩耦联的分子过程研究

兴奋收缩耦联是肌细胞兴奋期间由动作电位触发肌质网释放钙离子,从而导致收缩的过程。心肌细胞的兴奋收缩耦联是通过“钙致钙释放（Ca^2＋-induced Ca^2＋ release）的机制完成的。兴奋期间,细胞膜电位的去极化导致电压依赖性的L．型钙通道（LCC）开放,细胞外钙离子通过LCC流入细胞,激活了肌质网膜上称为ryanodine受体（RyR）的钙释放通道,后者从肌质网钙库中释放钙离子,使细胞质游离钙浓度迅速上升。细胞质钙浓度的升高一方面启动细胞收缩,另一方面激活了肌质网钙泵和细胞膜钠钙交换,二者分别将钙离子运回肌质网或细胞外,使细胞质钙浓度很快回落,从而完成了一次“钙瞬变（Ca^2＋ transient）”。钙瞬变在每个心动周期发生一次,是直接控制细胞收缩的细胞内信号。     

胞内钙释放在胃泌素引起胃平滑肌细胞收缩中的作用

本研究用大鼠游离的胃平滑肌细胞,观察五肽胃泌素（G5）对胃平滑肌细胞的收编作用及胃泌索引起胃平滑肌细胞收缩时胞内游离钙释放作用。结果表明：（1）G5能够引起胃体、胃窦、幽门平滑肌细胞收缩,并对胃窦作用最强。在G54×10－8～16×10－8mol／L剂量范围内,呈剂量依赖性。（2）丙谷胺或抗胃泌素血清可以阻断G5对胃肌细胞的收缩反应,而阿托品则不影响G5的作用。（3）G5与乙酸胆碱对平滑肌细胞收缩有相加作用。（4）胞内钙释放阻断剂TMB-8可抑制G5对胃肌细胞的收缩作用。（5）G5作用于胃窦平滑肌细胞后胞内游离Ca2 显著上升。上述结果提示：胃泌素通过特异性受体引起胃平滑肌细胞收缩,其收缩作用通过胞内Ca2 释放介导。     

钙在生物电中的作用

神经细胞通过释放乙酰胆碱对肌肉进行电刺激。在肌肉细胞膜内乙酰胆碱与乙酰胆碱受体结合而引起离子通透性的变化,使离子得以流入肌肉细胞而引起电兴奋。这种现象与钙离子的参与     

血管平滑肌细胞的钙动力学

血管平滑肌细胞外的Ca~(2+)通过多种通道进入细胞内。Ca~(2+)通道的本质是镶嵌在膜脂质双分子层中的糖蛋白,神经介质和药物可影响Ca~(2+)通道的功能。靠近胞膜的肌质网和胞膜内侧面的高亲和性Ca~(2+)结合位点是血管平滑肌细胞内储存和释放Ca~(2+)的主要部位。胞浆[Ca~(2+)]增高后在钙调蛋白的介导下引起血管收缩。高血压等血管性疾病的发生与其平滑肌细胞的钙动力学异常有关。     

果蝇TRP离子通道C端一个新钙调蛋白结合位点的鉴定和分析

瞬时受体电位(TRP)通道是一类钙离子透过性的阳离子通道蛋白家族,参与了视觉、味觉、温度感受等重要的生物学过程。之前的研究表明,钙离子既能够正反馈也能够负反馈地调节瞬时受体电位通道的活性,而这种调节可能是通过钙调蛋白（calmodulin,CaM）与TRP通道的相互作用来进行的。为了阐明这一调控机制,我们首先需要对钙调蛋白与瞬时受体电位通道之间的相互作用进行详细的生化研究。在此项研究中,通过大肠杆菌表达系统,表达和纯化了果蝇瞬时受体电位通道羧基末端不同长短的蛋白片段,并发现了一个新的钙调蛋白结合位点。通过快速蛋白液相色谱、静态光散射以及等温量热滴定技术,鉴定了这一钙调蛋白结合位点与果蝇瞬时受体电位通道之间的相互作用,发现它们在钙离子依赖的条件下,可以形成亲和力非常强的稳定的蛋白复合物（解离常数在01～1微摩尔范围）。此外,通过合成多肽的方法,鉴定了果蝇瞬时受体电位通道913～939片段为该钙调蛋白结合位点的核心区域。最后,通过突变实验,进一步明确了果蝇瞬时受体电位通道922位的酪氨酸以及923位的缬氨酸为其钙调蛋白结合位点的关键氨基酸。总而言之,本研究发现和鉴定了果蝇瞬时受体电位通道上一个新的钙依赖的钙调蛋白结合位点,这一发现将为研究瞬时受体电位通道的体内功能提供生化基础,为阐明钙离子通过钙调蛋白调节瞬时受体电位通道的分子机制做出贡献。     

《神经科学期刊》：研究发现抑制神经元树突生长发育新机制

近日,中科院上海神经科学研究所王以政研究组通过研究表明神经营养因子3（Neurotrophin-3,NT-3）通过开放经典型瞬时电压受体通道5（Transient receptor potential canonical 5,TRPC5）引起细胞外钙离子内流,进一步通过下游的钙离子相关蛋白a亚型钙调蛋白激酶2（Calmodulin-dependent kinase IIa,CaMKIIa）抑制海马神经元树突生长发育的新机制。     

RhoA/ROCK信号通路对血管平滑肌收缩的调节作用及研究进展

血管平滑肌的异常收缩是引起许多疾病的重要因素,如高血压,脑血管痉挛等,对于平滑肌收缩调节机制的研究为治疗这些疾病带来新的思路和方向.研究表明小GTP结合蛋白RhoA及其下游信号分子ROCK在平滑肌收缩调节,尤其是钙敏化调节机制中起到关键作用.RhoA/ROCK通路通过抑制MLCP活性而增强MLC的磷酸化水平,从而调节平滑肌收缩,此外,它还参与调节其它细胞的多种细胞功能,如应力纤维的生成,细胞分裂及迁移等.本综述主要介绍RhoA/ROCK通路在血管平滑肌收缩功能的调节机制及研究进展.     

嘌呤拟似物对豚鼠胃窦环行肌自发性收缩及电活动的影响

为探讨非肾上腺素能非胆碱能神经递质对胃窦环行肌功能的调节作用,在离体胃平滑肌上观察了嘌呤拟似物对胃窦环行肌自发性收缩活动和电活动的影响。电活动用传统的细胞内微电极记录,并和收缩活动同步描记于多道生理记录仪。结果表明,嘌呤能P2Y受体激动剂,三磷酸腺苷(ATP)和2-methylthio ATP(2-MeSATP)均增强胃窦平滑肌的收缩活动,但不影响电活动,而且ATP和2-MeSATP对胃平滑肌收缩活动的增强作用可被嘌呤能P2Y受体阻断剂,reactive blue-2和苏拉明(suramin)所阻断。用100μmol／L α,β-MeATP引起的脱敏感使P2X受体被阻断,ATP增强胃窦平滑肌收缩活动的效应不受影响。嘌呤能P2X受体激动剂,α,β-MeATP明显抑制胃窦环行肌自发性收缩活动,同时使膜电位明显超极化。ATP对胃窦平滑肌的收缩作用不被L型钙通道阻断剂尼卡地平(nicardipine)阻断,但细胞外用无钙液灌流时这种效应则完全被阻断。用前列腺素合成抑制剂消炎痛预先处理20min后,ATP和2-MeSATP仍能增强胃窦平滑肌的自发性收缩活动。以上结果提示：(1)ATP和2-MeSATP通过嘌呤能P2Y受体增强胃窦平滑肌的自发性收缩活动,而α,β-MeATP或β,γ-MeATP通过嘌呤能P2X受体使膜电位超极化,引起胃窦平滑肌的舒张;(2)ATP和2-MeSATP增强胃窦平滑肌自发性收缩活动的效应依赖于细胞外钙,但钙离子进入细胞的途径并不是电压依赖性钙通道;(3)ATP和2-MeSATP增强胃窦平滑肌自发性收缩活动的效应不通过前列腺素介导。     

肌质网释放钙

I.序言目前完全肯定,骨骼肌的生理性收缩是由肌质网释放出来的钙离子引起的。这些钙离子如何触发收缩反应(即肌凝蛋白-肌纤蛋白相互作用)的分子机制也已经充分阐明。另一方面,对肌质网释放钙离子的机制了解很少。引起钙释放的生理刺激是表面膜去极化,表面     

血小板源生长因子-AA对高血压血管平滑肌细胞钙信号的影响

目的 :明确自发性高血压大鼠血管平滑肌细胞 (SHR VSMC)增殖与血小板源生长因子 AA(PDGF AA)、PDGF α受体表达的关系及钙信号在其中的作用。方法 :在培养的血管平滑肌细胞模型中 ,采用免疫印迹 (Westernblot)、3 H TdR及3 H Leu掺入、荧光探针标记测定单细胞内钙浓度等方法 ,观察不同来源大鼠 (SHR/WKY)VSMC ,PDGF AA、PDGF α受体和PDGF β受体表达的差异性以及在PDGF AA刺激下 ,VSMC增殖肥大反应、胞内 [Ca2 ]i变化和钙离子阻断剂 (nimodipine)对其的影响。 结果 :与WKY VSMC相比SHR VSMC中PDGF AA、PDGF α受体蛋白表达明显增加 ,而PDGF β受体蛋白表达在SHR VSMC与WKY VSMC无明显变化。在PDGF AA刺激下 ,增殖细胞核抗原 (PCNA)、3 H掺入率及胞内 [Ca2 ]i浓度在SHR VSMC明显增强 ;钙离子阻断剂 (nimodipine)明显抑制PCNA表达及3 H掺入 ,胞内 [Ca2 ]i浓度明显下降。结论 :自发性高血压大鼠VSMCPDGF A链及其α受体的自发性增高 ,可能是导致SHR VSMC异常增殖、肥大 ,从而触发血管反应性和血管构型变化的重要原因之一 ;细胞膜钙通道在调控VSMC的钙内流时起主要作用     

膀胱ICC细胞的研究现状和展望

膀胱ICC细胞(Interstitial cells of Cajal in bladder)早在上个世纪已被发现,与胃肠道ICC细胞同族,膀胱ICC以自发电活动为特性,源于胞内贮存钙离子释放和钙激活的氯同道开放引起自发短暂去极化。膀胱ICC细胞起初被理解为起搏细胞,其自发的电活动作为起搏器引起下游平滑肌的收缩,这种假说尚缺乏立足的直接证据,目前认为ICC细胞仅仅是膀胱平滑肌收缩活动的调节器,与上皮-传入神经以及神经-平滑肌的信号传递密切相关。病理状态下ICC细胞的作用似乎比生理状态下更为突出,例如膀胱过度活动症,多篇文献报道膀胱过度活动症患者膀胱的ICC细胞数目比正常增多,而且其平滑肌的收缩对酪氨酸激酶受体(tyrosine kinase receptor,c-Kit)拮抗剂格列卫更加敏感。未来膀胱ICC细胞的研究集中在阐明病理及生理状态下ICC的作用机制和信号通路。     

内质网蛋白44(ERp44)通过1, 4, 5-三磷酸肌醇受体介导基因转录

细胞核内钙离子浓度的增加可以引起包括钙离子激活的基因转录在内的很多生理功能.运用Western blot、免疫荧光、实时定量聚合酶链反应、钙成像以及外源三磷酸腺苷刺激细胞释放钙离子等试验方法,发现1,4,5-三磷酸肌醇受体和内质网蛋白44(ERp44)在内质网和核膜上都有很好的共定位.外源三磷酸腺苷可以通过1,4,5-三磷酸肌醇受体刺激核内钙瞬变并磷酸化环磷酸腺苷反应原件结合蛋白(CREB)、刺激原癌基因c-Myc的表达.但是,这些功能都能被1,4,5-三磷酸肌醇受体抑制剂2-氨乙氧基二苯酯硼酸(2-APB)和过表达内质网蛋白44(ERp44)所抑制.这些结果均提示在子宫颈癌HeLa细胞中内质网蛋白44(ERp44)通过1,4,5-三磷酸肌醇受体而介导基因转录.     

钙调蛋白结合蛋白,类肌钙蛋白和脊椎动物平滑肌收缩的调节

平滑肌细胞包含有粗肌丝、细肌丝和中等纤维。一般认为Ｃａ＾２＋／ＣａＭ依赖性的肌球蛋白磷酸化作用是平滑肌收缩的重要调控环节。然而,新近在平滑肌中发现钙调蛋白结合蛋白和类肌钙蛋白,它们也参与平滑肌收缩的调节。     

对去血清后HITASY细胞分子表达及表型分析

以人血管平滑肌细胞克隆株HITASY为实验材料,探讨HITASY细胞分子表达与表型转换间的关系,为阐明血管新生内膜形成及再狭窄病理机制提供实验依据.实验表明,在含血清或去血清培养条件下,平滑肌细胞于体外发生表型转换.去血清后细胞外基质蛋白合成中止,增殖及移行能力趋于降低,细胞特异性标志物平滑肌α肌动蛋白、肌球蛋白重链及钙调结合蛋白等的表达随去血清时间延长而增加.进一步实验证实,在血管活性介质作用下,胞液钙离子浓度骤增产生膜信号级联反应,引发细胞面积减小而显示收缩功能.上述处于分化表型的细胞经补加血清后其表型特征又恢复到原有去分化型,提示体外培养人平滑肌细胞可发生表型转换.为验证去血清诱导表型转换过程中相关基因的表达变化,用差异显示PCR筛选出E1A激活基因阻遏子,在细胞处于分化表型时表达上调并对细胞增殖伴有较强抑制作用.     

FK506结合蛋白12.6调节小鼠嗜铬细胞分泌

FK506结合蛋白12.6(FKBP12.6)能够结合并调控钙离子释放通道兰尼碱受体2型(RyR2)的开放,可能是儿茶酚胺分泌的重要调控器.利用FKBP12.6敲除小鼠模型,我们研究了FKBP12.6在肾上腺嗜铬细胞胞吐中的作用.结果表明,FKBP12.6在小鼠肾上腺嗜铬细胞中表达,而敲除FKBP12.6小鼠的嗜铬细胞中有正常的去极化引起的钙电流和胞吐作用.然而,FKBP12.6敲除会导致嗜铬细胞中出现增强的咖啡因引起的细胞整体钙瞬变和咖啡因引起的胞吐作用.结果提示,FKBP12.6调控肾上腺嗜铬细胞儿茶酚胺的分泌,这种调控作用是通过调节钙离子的释放而实现的.FKBP12.6是嗜铬细胞分泌的重要蛋白.     

哌替啶对心室肌收缩的抑制作用及其机制

为明确哌替啶对心脏收缩的直接效应 ,并探讨其相关机制。采用Langendorff灌流心脏模型 ,观察了哌替啶对大鼠心室收缩功能的影响 ,并用荧光测钙技术和膜片钳技术探讨了哌替啶作用的钙离子机制。结果显示 ,哌替啶剂量依赖性地降低离体灌流心脏的LVDP×HR、 +dP/dt和 -dP/dt,而升高LVEDP。在酶解分离的心室肌细胞上 ,哌替啶剂量依赖性地降低细胞收缩时的钙瞬变幅度 ,并升高舒张末期的钙水平。哌替啶不影响高浓度咖啡因诱导的内钙释放。哌替啶使L 型钙电流强度降低到给药前的 67 4± 10 1% ,而不改变钙通道的激活和失活电位。哌替啶减弱钙电流的作用并不能被阿片受体阻断剂纳洛酮所阻断。以上结果表明 ,哌替啶能通过非阿片受体介导的途径阻断细胞外钙离子的内流 ,对心室收缩产生直接的抑制作用     

胃动素对大鼠胃平滑肌细胞收缩活动的作用

本研究用大鼠游离的胃平滑肌细胞,观察胃动素对胃平滑肌细胞的收缩作用。结果表明：（１）胃动素明显增强单个胃平滑肌细胞收缩活动,在生理剂量１０（－１１）─１０（－１０）ｍｏｌ范围内,呈剂量依赖性。（２）不同胃分区平滑肌细胞对冒动素兴奋反应不同,胃动素对胃窦平滑肌细胞收缩强度大于胃体和幽门。（３）给予抗胃动素血清可以完全取消胃动素对胃肌细胞的收缩反应,而阿托品、ＴＴＸ、甲氰米胍、ｌｏｘｉｇｌｕｍｉｄｅ均不影响胃动素的作用。（４）给予胞内钙释放阻断剂ＴＭＢ－８可抑制胃动素对目肌细胞的收缩作用。上述结果提示,胃动素对胃平滑肌细胞的直接作用是由胃动素受体所介导,且与胞内Ｃａ（２＋）释放起重要作用。     

碱性调宁蛋白的研究进展

碱性调宁蛋白是一个首先从鸡砂囊和牛主动脉中分离出的相对分子质量为34×103的碱性蛋白。它在平滑肌中特异表达,结合钙调蛋白,肌动蛋白,肌球蛋白,抑制肌球蛋白的ATP酶活性,参与平滑肌收缩、细胞信号转导、维持细胞骨架、抑制细胞增生等。     

缺氧缺糖对培养海马神经细胞中一氧化氮和钙离子的影响

在缺血性脑损伤中 ,NO起着重要作用。研究了原代培养的海马神经细胞中 ,缺氧缺糖对NO合成的影响。利用激光共聚焦显微镜和荧光指示剂 ,对胞内钙离子和NO的变化进行实时检测 ,并用HPLC检测了缺氧缺糖导致的谷氨酸释放。结果表明 ,缺氧缺糖引起胞内钙离子浓度升高和NO合成增加。经过 2 0min缺氧缺糖处理后 ,胞外谷氨酸的浓度比对照组高出约10 0 %。N 甲基 D 天冬氨酸 (N methyl D aspartate,NMDA)的拮抗剂MK 80 1对缺氧缺糖引起的细胞内钙离子和NO的升高有明显抑制作用。去除细胞外液的钙离子和加入钙调蛋白抑制剂三氟拉嗪都可以抑制缺氧缺糖引起的NO升高。以上结果提示 ,缺氧缺糖引起神经细胞NO合成增加 ,这种合成受谷氨酸释放 ,胞内钙离子浓度和钙调蛋白的调控。     

Ryanodine受体的功能结构和调节因子

Ryanodine受体(ryanodine receptor,Ry R)是位于细胞内内质网/肌浆网膜上的钙离子释放通道蛋白。Ry R是由四个足状结构的亚单位组成的同源四聚体,每个亚单位大于550 k Da,四聚体的总分子量超过2 MDa,是迄今发现的内质网/肌浆网膜上最大的离子通道。哺乳动物有三种类型的Ry R,其中Ry R1主要分布在骨骼肌中,Ry R2首先发现于心肌,Ry R3主要在脑中有较多分布。Ry R钙离子释放通道在肌肉收缩、突触传递、激素分泌、蛋白折叠和程控性凋亡以及坏死等一系列以细胞功能为基础的生理过程中起着极其重要的作用,因而近些年在医学生物学和药学应用上都有极大的进展。该文就Ry R在机体中的分布、功能结构和调节因子等进行了介绍,其蛋白调节因子二氢吡啶受体(dihydropyridine receptor,DHPR)、钙调蛋白(Calmodulin)、隐钙素(calsequestrin)、FKBP(FK506-binding protein)家族蛋白和小分子调节因子咖啡因、离子等都是Ry R复合体行使细胞生理功能必不可少的因素。