电压门控Na^＋通道亚型及其功能——新的研究热点

依靠现代分子生物学技术及电生理的记录,探讨各种Ｎａ＾＋通道亚型在中枢与周边神经系统以及一些非兴奋性组织细胞中的分布,表达,突变及其对信息调控的功能特征,已成为当今神经生物学等学科发展中的一个研究新热点,本文将侧重对有关哺乳动物Ｎａ＾＋通道亚型的分类,在不同组织细胞中的分布及其表达调控的功能机制等一些研究进展做一简要的回眸。     

电压门控钠通道的变异与机体疾患

通道病理学是当今国际学术发展中一门新兴学科。本文将针对有关电压门控钠通道的变异所导致的机体疾患,如高血钾性周期性麻痹,先天性肌强直等骨骼肌疾患,ＬＱＴ３,原发笥心室纤颤等心脏病及其所涉及的钠通道突变体,通道的突变位点和电生理性质等一些研究资料与进展作一概括介绍。     

大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后纹状体和海马区瞬时受体电位通道蛋白4的表达增加

实验在大鼠大脑中动脉阻塞性脑缺血(middle cerebral arterv occlusion,MCAO)模型上采用Western Blot方法检测脑缺血再灌注不同时程(6h、12h、1d、3d)脑组织中瞬时受体电位通道蛋白4(transient receptor potential channel4,TRPC4)的表达情况,并与正常对照组相比,结果显示,12 h、1 d、3 d组纹状体、海马区域TRPC4含量明显高于正常组(P<0.05)。采用免疫组织化学定位检测,显示TRPC4主要表达在神经元细胞膜上;免疫组化阳性细胞统计分析显示,在不同时程缺血组中纹状体、海马区域TRPC4的表达与正常组相比有所增加,其中纹状体、海马区缺血再灌注1 d、3 d组缺血同侧1RPC4阳性细胞升高显著(P<0.05)。脑缺血再灌注损伤后TRPC4相对含量增加,提示TRPC4可能参与脑缺血引起的急性和迟发性神经元损伤。     

利诺吡啶对豚鼠耳蜗外毛细胞和Deiters细胞钾电流的抑制

为探讨KCNQ家族钾通道在耳蜗外毛细胞和Deiters细胞的功能性表达,我们观察并记录了KCNQ家族钾通道阻滞剂利诺吡啶对豚鼠耳蜗单离外毛细胞(outer hair cells,OHCs)和Deiters细胞总钾电流的影响。采用酶孵育加机械分离法分离豚鼠耳蜗单个OHCs和Deiters细胞：运用膜片钳技术,在全细胞模式下记录正常细胞外液中8个外毛细胞和5个Deiters细胞的总钾电流,并观察100μmol／L和200μmol／L利诺吡啶对外毛细胞和Deiters细胞总钾电流的影响。结果观察到,在正常细胞外液中的单离外毛细胞,可记录到四乙基二乙胺敏感的外向性钾电流和静息膜电位附近激活的内向性钾电流(the K^ current activated at negative potential,IKa)两种钾电流,而在单离Deiters细胞中只记录到外向整流性钾电流。在细胞外液中,加入100μmol／L利诺吡啶后,OHCs中的四乙基二乙胺敏感的钾电流峰电流成分被抑制,稳态电流幅值减小,且电流的失活时问常数明显延长;在细胞外液中加入100μmol／L和200μmol／L利诺吡啶后,OHCs的内向性钾电流IKa被完全抑制;而细胞外液中利诺吡啶终浓度为200μmol／L时,Deiters细胞的外向整流性钾电流幅值无明显变化。由此我们推测,KCNQ家族钾通道存在于豚鼠耳蜗外毛细胞,其介导的钾电流是四乙基二乙胺敏感的钾电流的组成部分,并构成全部的IKn,其功能是介导细胞内K^ 外流和防止细胞过度去极化;KCNQ家族钾通道不存在于豚鼠耳蜗Dciters细胞。     

迁移的鼻咽癌细胞容积激活性氯电流

用膜片钳技术研究了Transwell小室趋化迁移后的鼻咽癌CNE-2Z细胞容积激活性CT电流。47％低渗刺激迁移后的CNE-2Z细胞诱发容积激活性氯电流,与未迁移细胞相比,其特性以及其对氯通道阻断剂的敏感性发生明显的变化,此电流的密度明显高于未迁移细胞,而且该电流几乎完全被氯通道阻断剂adenosine-5'-triphosphate(ATP,10 mmol/L)、5-nitro-2-3-phenylpropylamino benzoic acid(NPPB,100μmol/L)和他莫昔芬(30μmol/L)抑制,其中NPPB和他莫昔芬对迁移细胞的抑制作用明显强于未迁移细胞。迁移后的CNE-2Z细胞容积激活性氯通道对阴离子的通透性为:Br>Cl>I>葡萄糖酸,与未迁移细胞(I>Br>Cl>葡萄糖酸)不同。结果提示,容积激活性氯通道可能参与CNE-2Z细胞的迁移过程。     

二氮嗪在长时程心脏低温保存中的作用

延长心脏的体外有效保存时间对临床心脏移植具有重要意义。本文旨在研究线粒体ATP敏感性钾通道开放剂二氮嗪(diazoxide,DE)在离体大鼠心脏长时程低温保存中的作用。SD大鼠随机分成5组,包括对照组(单纯Celsior保存液),DE组(Celsior液中含15、30或45μmol／L的DE)和DE 5-HD组[Celsior液中含30μmol／L的DE和100μmol／L的5-羟基葵酸盐(5-hydroxydecanoate,5-HD)]。利用Langendorff离体鼠心灌注法,观察心脏在4℃条件下保存10h后,复灌期血流动力学恢复、冠脉流出液中心肌酶漏出量及心肌水含量变化,并做心肌超微结构检查。结果显示：与对照组比较,DE处理后,复灌期的左心室舒张末期压力明显降低,心率、左心室发展压、左心室压力变化率、冠脉流出量等的恢复率在多个复灌时间点上优于对照组,且能显著减少复灌过程中心肌酶(乳酸脱氢酶、磷酸肌酸激酶及谷草转氨酶)的漏出量,降低心肌水含量;其中30和45μmol／LDE组的保护作用优于15μmol／LDE组;电镜结果显示DE对长时程低温保存心脏的超微结构有较好的保护作用。DE的上述作用可被线粒体ATP敏感性钾通道的特异性阻断剂5-HD所取消。以上结果提示：DE可通过激活线粒体ATP敏感性钾通道显著改善离体大鼠心脏长时程低温保存效果。     

慢性间歇性低氧降低急性缺氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞膜上电压门控性钾通道的抑制

为了从离子通道水平上探讨机体低氧适应的离子机制,本实验将雄性 SD 大鼠随机分为常氧对照组和慢性间歇性低氧组[氧浓度(10 ± 0.5) %, 间断缺氧每天 8 h]。用酶解法急性分离单个大鼠肺内动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smoothmuscle cells, PASMCs),以全细胞膜片钳技术记录 PASMCs 膜上的电压门控性钾通道 (voltage-gated potassium channel, KV) 电流,观察急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠 PASMCs 的 KV 的影响, 为机体适应低氧能力提供实验依据。结果显示:⑴常氧对照组在电流钳下,急性缺氧可使膜电位明显去极化(由-47.2 ±2.6 mV 去极到 -26.7 ±1.2 mV ); 在电压钳下, 急性缺氧可显著抑制 KV电流( 60 mV 时, KV电流密度从 153.4 ± 9.5 pA/pF降到 70.1 ± 10.6 pA/pF), 峰电流的抑制率为(57.6 ± 3.3) %, 电流-电压关系曲线向右下移。⑵慢性间歇性低氧组KV电流密度随低氧时间延长而逐渐减少(慢性低氧10 d后就有显著性意义),电流- 电压关系曲线逐渐右下移。⑶急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠PASMCs KV电流的抑制作用随慢性间歇性低氧时间延长而逐渐减弱。上述观察结果提示慢性间歇性低氧减弱急性缺氧对 KV 的抑制, 这可能是机体低氧适应的一种重要机制。     

ATP激活鼻咽癌细胞氯电流并减小细胞容积

采用全细胞膜片钳技术和细胞容积测量技术,在低分化鼻咽癌细胞株CNE-2Z上观察ATP 诱导的Cl- 电流的特性及其对细胞容积的影响。细胞外微摩尔水平的ATP 以剂量依赖性的方式激活一个具有弱外向整流特性,没有时间依赖性失活的电流,此电流的反转电位 [(-0.05 ± 0.03) mV]接近Cl- 的平衡电位(-0.9 mV)。用葡萄糖酸置换细胞外液Cl- 后, ATP 激活的电流明显减小并且反转电位发生改变。氯通道抑制剂NPPB (200 μmol/L)可以抑制这一电流 [(81.03 ± 9.3)%] 。此电流亦可被嘌呤受体(P2Y) 拮抗剂反应蓝 2 抑制 [(67.39 ± 5.06)%]。50 μmol/L 的 ATP 使在等渗状态下的细胞容积缩小, 替代和耗竭细胞外、内的Cl- 后, ATP 的这一作用消失。这些结果提示细胞外微摩尔水平的 ATP 可通过兴奋 P2Y 受体激活氯通道而产生与细胞容积调节相关的Cl- 电流。     

容积调控氯通道的研究进展

细胞在低渗环境中出现渗透性膨胀 ,随后细胞内的溶质及水分外流 ,使已膨胀的细胞容积向正常容积转化 ,此过程称为调节性细胞容积减小 (RVD) ,它是哺乳动物细胞普遍存在的现象。容积调控氯通道 (VRAC)在这个过程中起重要作用 ,不仅如此 ,最近研究发现VRAC参与了细胞增殖、分化和凋亡过程。本文主要综述了VRAC的生物学特点和生理功能等方面的研究进展     

Intein-mediated rapid purification of recombinant human pituitary adenylate cyclase activating polypeptide

In order to obtain the recombinant human PACAP efficiently by intein-mediated single column purification, a gene encoding human PACAP was synthesized and cloned into Escherichia coli expression vector pKYB. The recombinant vector pKY-PAC was transferred into E. coli ER2566 cells and the target protein was over-expressed as