囊性纤维化跨膜转运调节体氯离子通道——跨上皮离子转运的多功能引擎

囊性纤维化跨膜转运调节体（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR）是ATP结合转运体超家族（ATP-binding cassette transporter superfamily）的一名特殊成员,因为它是一个具有相当复杂调控机制的氯离子通道。CFTR由五个结构域（domain）组成：两个跨膜结构域（membrane-spanning domains,MSDs）,两个核苷酸结合域（nucleotide-binding domains．NBDs）和一个特殊的调控域（regulatory domain,RD）。MSDs构成一个低电导（6-12pS）的阴离子选择性孔道（pore）,其形状如同不对称的沙漏,胞外小胞内大,狭窄部分为离子筛。两个NBDs组成头尾相对的二聚体,在二聚体之间的接触面上有两个能和ATP结合的位点（位点1和位点2）。CFTR的门控机制是：ATP分子与位点1和2相互作用促使NBD二聚体的结合与解离,从而引起MSDs的构象发生变化进而使通道孔打开和关闭。RD具有多样化的结构,它含有多个磷酸化共有位点（consensus　phosphorylation　sites）。RD的磷酸化促进NBDs与ATP的结合,从而使CFTR得以激活。CFTR通过支架蛋白与其它膜受体以及蛋白激酶、磷酸酶形成大分子信号复合体。在复杂的细胞信号系统参与下,CFTR的功能活动在时间和空间上得到精确的调控。此外,CFTR的活动与细胞代谢有紧密联系：CFTR与代谢酶形成大分子复合体,当细胞能量需求增加时,CFTR活动会受到抑制而使细胞能量得以保存。CFTR广泛分布于机体上皮组织,它通过促进水盐转运而控制上皮细胞分泌物的量与组成。值得注意的是,在呼吸道,CFTR还对机体的防御机制起重要作用。CFTR功能失常严重影响跨上皮离子转运,进而引起或加重某些疾病。     

CFTR型氯离子通道研究进展

囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）是一种重要的氯离子通道,突变易引起囊性纤维化病变,故得名。一系列研究表明,CFTR由5个结构域组成：两个跨膜结构域形成氯离子通道;两个核苷酸结合结构域调节通道的开闭;一个调节结构域主要影响氯通道的活动。这些结构域通过协同作用共同控制了氯离子的跨膜流动,而一些突变可以影响细胞功能而导致囊性纤维化的发生。本文通过介绍CFTR基本结构、调节机制、与囊性纤维化病变的关系及针对CFTR的治疗而对CFTR型氯离子通道有一个的全面的理解。     

特发性肺纤维化发病机制的研究进展

特发性肺纤维化是指以肺泡上皮细胞损伤、成纤维细胞大量增生和细胞外基质聚集增多为病理特征且病因不明的一类慢性间质性肺疾病。由于病因不清,目前发病率约为16.3/100,000,且缺乏有效诊疗手段和治疗药物。肺纤维化对人体健康危害极大,愈后困难,存活率较低。因此加深对纤维化机制的阐明对于了解疾病的发生、发展和防治就显得十分必要,更是人类对健康的迫切要求。本文就近几年关于特发性肺纤维化发病机制的研究进展作一简要综述。     

辛伐他汀对急性肺损伤及囊性纤维化跨膜传导调节体表达的影响

目的:探讨辛伐他汀对急性肺损伤大鼠囊性纤维化跨膜传导调节体(CFTR氯离子通道)的影响及其对减轻急性肺损伤的作用。方法:40只雄性SD大鼠随机分为空白组、模型组、辛伐他汀低剂量组(20 mg/kg)、辛伐他汀中剂量组(40 mg/kg)、辛伐他汀高剂量组(80 mg/kg);气道内滴注脂多糖(10 mg/kg)制备急性肺损伤模型。进行肺湿/干重比、肺泡灌洗液蛋白检测,HE染色观察肺组织的病理变化;实时荧光定量PCR检测肺组织匀浆CFTR mRNA表达。结果:结果显示,模型组的肺湿干重比,肺泡灌洗液蛋白较空白组高(P0.05),病理示肺泡膈增厚,大量炎性细胞浸润,肺泡腔内可见红细胞及血肿,提示模型复制成功。辛伐他汀低剂量组的肺湿/干重比、肺泡灌洗液蛋白与模型组相比无明显差异,病理可见肺损伤较重,与模型组相比无改善;CFTR mRNA表达与模型组相比稍高但无明显差异(P0.05)。辛伐他汀中高剂量组中肺湿/干重比、肺泡灌洗液蛋白与模型组相比有所降低,肺组织CFTRmRNA表达较模型组明显增加(P0.05),但中高剂量组之间无明显差异(P0.05);病理可见肺泡膈增厚,极少见炎性细胞浸润及透明膜,肺泡腔内未见明显出血和水肿,肺损伤程度较模型组减轻。结论:中高剂量的辛伐他汀(40 mg/kg)对急性肺损伤有一定保护作用,并上调CFTR的表达。     

内含肽介导的氯离子通道蛋白CFTR的反式剪接

研究利用内含肽(intein)的蛋白质反式剪接功能在大肠杆菌中对囊性纤维化跨膜传导调节因子(cystic fibrosis transmembrane regulator, CFTR)的反式剪接作用.CFTR基因突变导致一种常染色体隐性遗传疾病囊性纤维化(cystic fibrosis, CF).将CFTR的cDNA于剪接反应所需的保守性氨基酸残基Ser-660前断裂为N端和C端,分别与split mini Ssp DnaB 内含肽的106个氨基酸残基的N端和48个氨基酸残基的C端编码序列融合,构建到原核表达载体pBV220 诱导表达后SDS-PAGE可见预期大小剪接形成的CFTR蛋白条带,Western印迹用CFTR特异性抗体进一步证明为剪接所产生的CFTR蛋白,表明内含肽可有效催化CFTR的反式剪接.     

微生物有机酸转运蛋白的研究进展

转运蛋白是一类膜蛋白,可介导生物膜内外化学物质的跨膜转运及信号交换。有机酸转运蛋白在微生物有机酸代谢的跨膜转运过程中发挥重要作用,根据转运蛋白有机酸转运的方向不同可以分为摄取转运蛋白和外排转运蛋白。在微生物代谢中,有些有机酸可以作为能源直接参与体内代谢,有些是能量转换过程中的重要中间产物;摄取转运蛋白的过表达,可以促进微生物细胞获取能源物质,高效的生产目标产物;有机酸摄取转运蛋白敲除或外排转运蛋白表达,有利于底盘细胞外排更多目标产物,进而促进有机酸的生物合成。研究有机酸转运蛋白的结构和功能,有助于解析微生物细胞有机酸生物合成及利用的机制,对于提高工业微生物对有机酸的利用及生物合成具有重要作用。本文综述了微生物有机酸转运蛋白分类和结构、转运方式和转运功能等方面,重点综述了转运蛋白在有机酸生产中的应用,为工业微生物有机酸的高效生物合成及未来发展提供参考。     

ABC转运蛋白的结构与转运机制

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白（ATP-binding cassette transponer,ABC转运蛋白）超家族是一组跨膜蛋白,具有ATP结合区域的单向底物转运泵,以主动转运方式完成多种分子的跨膜转运.ABC转运蛋白的一个亚家族与多药抗性（multidrug resistance,MDR）有关,而多药抗性是临床肿瘤化疗中需要解决的主要问题,所以其结构与转运机制一直是研究的热点.最近几年获得了一些高分辨率的ABC转运蛋白的晶体结构,该文将根据ABC转运蛋白的结构的研究进展对其可能的转运机制进行讨论.     

肝纤维化发病机制的研究进展

肝纤维化(liver fibrosis,LF)是一种可由多种致病因素导致的疾病,由于尚无有效的治疗手段,其已经严重地威胁着全球人的健康。虽然LF可以逆转,但更多会发生恶化进而发展为肝硬化和肝癌。目前为止,其发病机制已经可以从多方面被阐述。肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSCs)是LF发展的中心和关键,而其他细胞也成为影响纤维化必不可少的因素。它们以细胞因子为联系,并大量分泌首要的细胞因子-转化生长因子-β1-来刺激HSCs的激活和增殖。最终,它们共同导致胶原的沉积和细胞外基质(extracellular matrix,ECM)结构的紊乱。而这其中,长链非编码RNA也积极参与了对纤维化过程的影响。本综述将从细胞、细胞因子、ECM以及基因等方面对LF的发生和发展进行探讨,从而有助于我们明确LF的发病机制,并为研发LF有效的治疗方法提供方向。     

革兰氏阴性细菌外膜主要成分的跨膜转运机制研究进展

革兰氏阴性细菌的外膜由脂多糖、磷脂、外膜蛋白和脂蛋白等成分组成,是细菌抵御外界有害物质的首要物理屏障,与细菌致病性和耐药性密切相关.外膜各组分依赖特定的系统进行跨膜转运,包括脂多糖转运系统(lipopolysaccharide transport, Lpt)、脂质不对称维持系统(maintenance of lipid asymmetry, Mla)、β-桶状装配机器(β-barrel assembly machinery,Bam)以及脂蛋白定位系统(localization of lipoprotein,Lol).这些系统能够保证细菌外膜的完整与稳定,被视为维持细菌生命活动的"命门".因此,本文系统地综述革兰氏阴性细菌外膜主要成分的跨膜转运系统结构与功能,并对其未来研究方向进行展望,为新型靶向抗菌类药物研发提供新的思路.     

植物花青素苷转运机制的研究进展

花青素苷的合成过程是生物学上研究得较为清楚的代谢通路之一,但其最后阶段的分子机制即花青素苷从细胞质被转运至中央液泡的过程却仍不清晰。最近研究者们刚刚开始对类黄酮化合物的转运过程进行动态的描绘,迄今共提出了4种花青素苷转运模型,发现了4类与花青素苷转运过程相关的转运蛋白:谷胱甘肽转移酶、多药耐药抗性相关蛋白、多药和有毒化合物排出家族和同源于哺乳动物的胆红素易位酶同族体,并对这4种转运体及相关基因的功能进行了初步研究。尽管已经提出了不同的花青素苷转运模型,但仍然缺乏对不同物种不同类型花青素苷向液泡转运及在液泡中沉积的细胞学和亚细胞学研究。根据获得的信息,可以通过开展基因序列分析、基因表达分析、亚细胞定位和互补试验等,探求转运蛋白的功能及其作用位置,更好地解析植物体内花青素苷的转运机制。     

肠道菌与氯离子通道介导的肠道液体分泌关系

肠道具有人体最庞大、最复杂的微生物群体,在人体健康中扮演着重要的角色。肠道液体的分泌主要通过肠上皮氯离子通道介导,其过度激活或缺陷均能够引起肠道疾病,进而影响肠道微生物;相反,一些肠道菌也会直接或间接影响氯离子通道的表达与功能,危害机体健康。本文将对肠道菌、氯离子通道以及二者关系研究进展进行概述。     

小剂量辣椒素抗小鼠肺纤维化的作用及其机制

目的: 观察小剂量辣椒素(Cap)抗小鼠肺纤维化的作用是否与其激动瞬时电位感受器香草酸受体1(TRPV1)有关。方法: 实验设对照(CON)组、博莱霉素(BLM)组、Cap(0.5、1、2 mg/kg)剂量组及Cap (2 mg/kg)+ TRPV1受体阻断剂SB-452533(2.5 mg/kg)剂量组,每组n=12。BLM(3.5 mg/kg)气管注射诱导肺纤维化小鼠模型。造模后连续皮下注射给药21 d。血浆降钙素基因相关肽(CGRP)浓度采用ELISA法快速测定。肺组织病理变化和胶原沉积分别采用HE染色、Masson染色和免疫组化进行检测。肺组织α-CGRP、β-CGRP、I 型胶原(collagen I)、III 型胶原(collagen III)、E钙粘蛋白(E-Cadherin)、紧密连接蛋白-1(ZO-1)、波形蛋白(Vimentin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、TRPV1、磷酸化ERK1/2(p-ERK1/2)和真核翻译起始因子3a(eIF3a)mRNA及蛋白表达分别采用qPCR和(或)Western blot法检测。结果: 与BLM组相比,小剂量Cap给药21 d后,病理检查发现小鼠肺纤维化明显减轻;肺组织胶原表达明显下降(P＜0.05或P＜0.01);肺泡上皮细胞上皮间质转分化(EMT)明显受到抑制(E-Cadherin和ZO-1的表达明显升高(P＜0.05或P＜0.01)而Vimentin和α-SMA的表达明显降低(P＜0.05或P＜0.01));TRPV1和CGRP表达水平明显升高(P＜0.05或P＜0.01)而ERK磷酸化水平和eIF3a表达水平明显降低(P＜0.05或P＜0.01)。但当使用TRPV1受体阻断剂阻断TRPV1后,小剂量Cap逆转肺泡EMT、改善肺纤维化的作用被显著取消,同时CGRP表达水平又明显降低(P＜0.01)而p-ERK1/2和eIF3a的表达水平又明显升高(P＜0.01)。结论: 小剂量Cap能够逆转肺泡上皮细胞EMT、缓解肺纤维化。其机制可能与其激动TRPV1、促进CGRP释放,进而抑制ERK磷酸化和下调eIF3a的表达有关。     

糖尿病心肌病发病机制的研究进展

糖尿病心肌病是一种特异性心肌病,病理表现为心肌肥厚和心肌纤维化。其发病机制复杂,可能涉及代谢紊乱(如葡萄糖转运子活性下降、游离脂肪酸增加、钙平衡调节异常、铜代谢紊乱、胰岛素抵抗)、心肌纤维化(与高血糖、心肌细胞凋亡、血管紧张素Ⅱ、胰岛素样生长因子-1、炎性细胞因子和基质金属蛋白酶等有关)、心脏自主神经病变和干细胞等多种因素。本文对近年来国内外有关糖尿病心肌病机制研究的进展予以综述,以期为临床有效防治提供依据。     

基于CFTR的胞浆内第二信使cAMP检测方法的建立*

目的: 建立一种基于CFTR可敏感检测胞浆内第二信使cAMP的检测方法。方法: 构建CFTR和YFP-H148Q/I152L真核表达载体,应用脂质体转染法构建共表达CFTR和YFP-H148Q/I152L的FRT细胞,倒置荧光显微镜观察其表达情况,流式细胞仪检测细胞纯度;荧光淬灭动力学实验验证细胞模型的有效性;荧光淬灭动力学实验验证细胞模型可筛选CFTR调节剂;放射免疫法检测加入CFTR激活剂后细胞内的cAMP浓度。结果: 倒置荧光显微镜下观察到CFTR表达在细胞膜上,YFP-H148Q/I152L表达于胞浆中;成功构建共表达CFTR和YFP-H148Q/I152L的FRT细胞模型;荧光变化斜率值与CFTR调节剂浓度成剂量依赖关系,该模型可筛选CFTR调节剂;荧光变化斜率值可反映胞浆内cAMP浓度,该模型可敏感检测胞浆内cAMP浓度。结论: 此细胞模型可以高效敏感检测胞浆内第二信使cAMP浓度,为cAMP信号相关靶点的研究提供一种简便快捷的方法。     

植物跨膜离子转运蛋白与其耐盐性关系研究进展

盐胁迫下植物吸收过多的N a ,使植物体内的离子平衡受到破坏,为了维持其正常生长细胞内的各种离子就必须保持平衡,而这一过程主要是由位于质膜和液泡膜上的离子转运蛋白完成的,并在植物耐盐性方面起关键作用。本文主要对响应盐胁迫的几种跨膜转运蛋白如:K /N a 离子转运蛋白、N a /H 逆向转运蛋白以及与其相关的H -ATPase等,在植物耐盐分子生物学方面的研究进展进行综述。     

Hippo信号通路在肺纤维化过程中调控机制的研究进展

Hippo信号通路是一条存在于从低等动物到高等动物,高度保守且由蛋白激酶和转录辅助激活因子组成的级联激酶反应链,整合来自细胞微环境的物理和化学信号,调节多种细胞的形态和功能。生理条件下,Hippo通过磷酸化核心信号轴负性调控YAP/TAZ的转录活性,进而调控下游靶基因转录,参与多细胞生物的增殖、凋亡、分化等生理过程。近年来研究表明,Hippo通路的激活与失活,参与肺纤维化病理过程。本文对Hippo信号通路与肺纤维化的最新研究进展进行综述,为研究肺纤维化的治疗提供参考。     

缰核参与应激性高血压的形成及其机制研究

电击大鼠足底形成应激性高血压（ＳＩＨ）,研究了缰核（Ｈｂ）在其中的作用机制。损毁Ｈｂ可降低ＳＩＨ升高的幅度。ＳＩＨ鼠内外侧Ｈｂ（ＭＨｂ,ＬＨｂ）对谷氨酸（Ｇｌｕ）的敏感性高于正常鼠。足底电击使血浆和Ｈｂ内血管紧张素Ⅱ（ＡｎｇⅡ）明显升高,侧脑室和ＭＨｂ分别注射ＡｎｇⅡ或ｓａｒａｌａｓｉｎ,在ＳＩＨ鼠引起明显的血压变化。微电泳ＡｎｇⅡ,ｓａｒａｌａｓｉｎ可分别明显改变ＳＩＨ鼠Ｈｂ内神经元的放电活动。     

基于线粒体自噬的特发性肺纤维化发病机制和药物干预的探讨

特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)是一种慢性、进行性且不可逆转的间质性肺疾病,发病机制复杂,预后不良,严重危害公众健康,尚缺乏有效治疗手段。线粒体自噬是一种选择性自噬,可清除损伤或功能异常的线粒体以维持线粒体稳态,其可通过调节氧化应激、肺泡上皮细胞凋亡、肺成纤维细胞活化、上皮-间质转化、炎症反应等病理生理过程对IPF产生重要影响。本文总结线粒体自噬分类及调控机制,重点阐述其在IPF中的作用机制及中西医药物防治研究进展。     

氯离子通道CFTR在肝脏慢性炎症中的作用

目的 分析囊性纤维化跨膜传导调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR）敲除小鼠肝组织中炎症相关因子的表达变化,为进一步探讨CFTR在调节肠肝微生态平衡中的作用奠定理论基础。方法 利用CFTR基因敲除小鼠肝组织,采用Western blot检测炎性细胞因子JNK和AKT活性的变化。结果 CFTR敲除小鼠肝组织中炎性细胞因子JNK和AKT的活性表达均有显著提高。 结论 CFTR具有抑制炎症发生发展的作用。     

小鼠骨髓间充质干细胞通过miR-130b调控上皮钠通道的机制研究

该研究旨在探讨小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)通过miR-130b对上皮钠通道(epithelial sodium channel,ENaC)的影响。将分离与培养的小鼠BMSCs接种到Transwell小室中,然后与H441细胞进行共培养。利用CCK-8试剂盒检测BMSCs对H441细胞生存能力的影响;采用Western blot技术检测BMSCs对共培养的H441细胞中γ-ENaC蛋白水平的影响;qRT-PCR技术检测与BMSCs共培养的H441细胞中miR-130b表达情况,然后将此microRNA转染到普通培养的H441细胞中,在蛋白水平进一步验证其对H441细胞中γ-ENaC的影响。实验结果表明,BMSCs能够增强H441细胞的生存能力;同时BMSCs能分别增加共培养的H441细胞中γ-ENaC的蛋白水平以及miR-130b的转录水平;Western blot实验进一步证实,miR-130b转染至H441细胞后能够增加其γ-ENaC的蛋白表达。由此我们推测,BMSCs能够增强H441细胞的生存能力并且可能通过miR-130b发挥其对γ-ENaC的蛋白水平调控作用。