STIM和Orai在钙库操纵的钙内流途径及心脑血管疾病中的作用

钙库操纵的钙内流(SOCE)是调节钙离子(Ca2+)内流进入细胞最普遍的一种途径,它的通道称为钙库操纵的钙内流通道(SOC)。SOC存在于大多数非兴奋细胞和部分兴奋细胞上,近年来确定,STIM和Orai是组成SOC的两种主要蛋白质。本文就近年来对SOCE途径的机制,STIM和Orai不同亚型的结构、功能及在心脑血管疾病中的作用作一综述。     

肌浆网钙漏流与心力衰竭

钙离子在心脏兴奋-收缩偶联中发挥关键作用,全细胞钙浓度升高通过激活相关信号通路参与基因表达的调控已受到广泛的关注.肌浆网是心肌细胞重要的钙库,在维持细胞内钙稳态起非常重要的作用,是心肌兴奋-收缩偶联的关键因素.舒张期心肌细胞肌浆网RyR2通道活性增强,异常开放增加或关闭不全,钙离子异常释放,引起肌浆网钙漏流.心力衰竭时肌浆网功能障碍,越来越多的研究表明,心力衰竭尤其是在终末期,肌浆网钙漏流所介导的心肌细胞局部钙信号增强,从而引起心脏发生结构、功能的重构.本文就肌浆网钙漏流的发生机制及其在心力衰竭发生发展中的作用和研究进展进行简要综述,并提出展望,以期为临床心力衰竭的预防和治疗及有效药物的开发应用提供理论依据.     

光动力作用过程中胞浆钙离子波峰的出现

光动力作用过程中胞浆钙离子波峰的出现在群体培养的细胞中,已经有很多证据表明光动力作用可导致胞浆中［Ｃａ２＋］的增加。有时［Ｃａ２＋］增加是由细胞外钙内流引起的;但有些情况下是由胞内钙库（内质网或线粒体）中钙离子的释放引起的。以前的研究都是检测群体细胞...     

内质网–细胞质膜连接区蛋白质组鉴定及对其中的STIMATE的功能研究

在细胞内存在着连接内质网和细胞膜的特殊连接部位,称之为内质网–细胞质膜连接区(endoplasmic reticulum-plasma membrane junction,ER-PM J)。ER-PM J对脂类代谢及钙信号传导等有重要的作用,主要由STIM1(stromal interaction molecule 1)和Orai1介导的钙库操纵的钙内流(store-operated calcium entry,SOCE)就发生在该部位。但由于技术手段的缺乏,人们对ER-PM连接区中参与调控SOCE的特异的蛋白质组成了解得还不清楚,因而相关研究一直进展缓慢。这里引入了抗坏血酸过氧化酶2(ascorbate peroxidase 2,APEX2)介导的活体生物素原位标记法,标记STIM1附近的蛋白质组,鉴定出了对钙内流起调节作用的STIM激活增强子STIMATE(STIM-activating enhancer),并对其作用机制进行了初步的探究。     

容量性钙内流通道的分子代表

细胞内钙库排空产生一种信号,诱导细胞膜上的钙库操纵的钙通道（SOC）开放,使Ca^2 由细胞外进入细胞内,称为容量性钙内流（CCE）,或钙释放激活的钙通道（CRAC）,可能由果蝇一过性受体电位（trp)和trp样（trpl)基因编码,钙库排空和通道开放之间的偶联机制不清,目前主要提出三种机制：（1）弥散信使;（2）蛋白质－蛋白质之间的相互作用;（3）囊泡分泌。本文综述了CCE的分子代表 ,可能机制及电生理表型。     

受体调节的钙内流不存在秘密通道

某些物质与受体结合后,激活磷脂酶C,促进4,5-二磷酸磷脂酰肌醇水解成1,4,5-三磷酸肌醇(IP_3),引起内质网钙库的排空,即钙的动员,钙库的排空进而又可刺激外钙的内流。受体调节的钙内流主要受钙库的排空控制。实验表明,激素敏感的钙库处于排空状态时较易与细胞外     

ATP 调控大鼠胰腺β细胞胰岛素分泌的双重作用

实验以大鼠胰腺β细胞为研究对象,采用荧光测钙和全细胞膜片钳膜电容测量技术,研究 ATP 对胞内钙离子信号和细胞分泌的影响,并初步探讨了其作用机制 . 实验表明：胞外 ATP 刺激通过动员细胞内 thapsigargin 敏感的钙库 Ca2+ 释放,使大鼠胰腺β细胞内的游离钙离子浓度显著升高,细胞外的 ATP 信号对β细胞胰岛素分泌有双向调节作用,其一,主要通过降低去极化引起的钙电流而对β细胞胰岛素分泌产生较弱的抑制作用,其二,细胞在静息状态下, ATP 通过动员胞内钙库的 Ca2+ 释放使胞浆中的钙离子浓度显著增加,触发β细胞强烈分泌胰岛素 . ATP 的这种双向调节可能对胰岛素分泌的精确调控具有重要的生理意义 .     

STIM／SOCE通路参与细胞功能调控的研究进展

钙库操作性钙离子通道（store-operated calcium entry,SOCE）是介导胞外Ca^2＋进入细胞内的重要通道之一,其核心蛋白由位于内质网上的基质相互作用分子（stromalinteractionmolecule,STIM）和位于细胞膜上的Orai蛋白构成。目前研究发现,STIM蛋白存在STIM1和STIM2两种亚型,其主要功能略有不同。当内质网内钙库中Ca^2＋消耗之后,STIM蛋白通过其特殊的结构能够感受内质网内钙库中Ca^2＋浓度的变化,发生快速的转位和聚合化等激活反应,与质膜上的Orai蛋白偶联。实现SOCE通路的功能开放,引起Ca^2＋内流。当钙库中Ca^2＋得到补充之后,STIM蛋白与Orai蛋白缓慢解离即失活,通路关闭。目前对STIM蛋白结构的研究提示,通过其激活和失活机制不仅能够参与调节SOCE通路的开放与关闭,也参与对细胞内重要的细胞增殖、分化等功能活动调控。STIM蛋白可能成为治疗多种疾病的潜在的新靶点。     

瞬时感受器电位C4离子通道及其调节剂的研究进展

瞬时感受器电位C4(transient receptor potential canonical 4,TRPC4)离子通道是一类可调节细胞内钙离子浓度的非特异性阳离子通道,主要分布于神经系统和心血管系统,通过受体操控和钙库操控方式调控Ca2+内流,与多种生理病理过程密切相关。本文主要对TRPC4的激活机制、生理功能及其调节剂的前沿研究进展进行综述。     

Ca2+在水杨酸诱发的丹参培养细胞培养基碱化过程中的作用

利用质膜钙离子通道抑制剂LaCl3、异搏定(Verapamil,VP),钙离子载体A23187,内膜系统钙离子通道抑制剂2-APB和LiCl处理,研究水杨酸(SA)诱发的丹参培养细胞内Ca2+迸发在培养基碱化过程中的作用。结果显示:SA处理诱发丹参培养细胞培养基碱化,质膜钙离子通道抑制剂LaCl3和VP、内膜系统钙离子通道抑制剂2-APB和LiCl单独处理均可显著抑制SA处理诱发的培养基碱化过程,但质膜钙离子通道抑制剂对SA处理诱发的培养基碱化的抑制作用要显著强于内膜系统钙离子通道抑制剂;当两类钙离子通道抑制剂同时使用,培养基碱化过程被完全抑制,甚至培养基出现酸化趋势;钙离子载体A23187可以显著促进培养基碱化过程。以上结果说明,由水杨酸诱发的胞外Ca2+内流与胞内钙库Ca2+释放均参与了丹参培养基碱化的诱导过程,但胞外Ca2+内流的作用更重要。本研究揭示了SA诱发的Ca2+与丹参细胞培养基碱化之间的关系,为更深层次地阐明植物次生代谢调控机制提供理论基础。     

环化二磷酸腺苷核糖及其钙动员的功能

环化二磷酸腺苷核糖（cyclic ADP-ribose,cADPR）是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)的代谢产物,是新近发现的一种细胞内第二信使．在许多哺乳类和无脊椎动物细胞中,cADPR能引起胞内钙库释放钙离子,其可能机制是：cADPR受体结合cADPR,通过Ryanodine受体或类Ryanodine受体介导的钙通道使cADPR敏感的钙库释放钙离子,此外,一条由一氧化氮（NO）、环化鸟苷酸（cGMP）和cADPR组成的细胞内信号转导途径可能存在于许多细胞中．     

胞内钙的稳态调节

胞内钙的稳态调节主要有两方面：质膜钙运转调节和胞内钙库的调节。质膜钙运转包括质膜钙泵,质膜钙通道和Ｎａ＾＋／Ｃａ＾２＋交换的调节作用。胞内钙库的调节受第二信使操纵,钙库有其特异的库蛋白分子参与钙的贮存、诱导释放和重新摄取过程。这两方面的协同作用精确保证了细胞溶质中自由钙离子的稳定水平。     

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。     

牛磺酸对大鼠脑神经细胞内钙稳态的影响

目的和方法 :利用激光扫描共聚焦显微镜和双波长荧光分光光度计 ,分别观察牛磺酸对无血清培养的单个海马神经细胞和分散的新生大鼠脑神经细胞内Ca2 浓度 ([Ca2 ]i)的影响 ,并探讨牛磺酸调节神经细胞内钙稳态的作用机理。结果 :牛磺酸主要通过刺激细胞内钙库释放 ,在一定剂量范围内 (0 .0 2～ 6 .4mmol/L)使神经细胞[Ca2 ]i 轻微升高 ,在 0 .4mmol/L时的升钙作用最大 (升钙百分率为 12 .2 0 %± 1.2 4% )。在测定介质中加入钙离子载体A2 3187(10 μmol/L) ,使神经细胞内的钙离子浓度升高 ,若此时加入牛磺酸 (1.6mmol/L) ,则神经细胞内钙离子的浓度下降。结论 :牛磺酸对细胞内钙离子有双向调节作用 ,牛磺酸可能是通过对钙稳态的调节作用来阻止细胞内钙超载 ,保护神经细胞、并发挥其增强动物学习记忆等方面功能的。     

CD20生物学功能的研究进展

B细胞抗原受体（BCR）信号传导起始于持续的钙离子向细胞内流动,这种钙离子的内流对于B细胞的生长、分化、活化是必需的。CD20是B细胞膜上特有的4次跨膜蛋白,参与了BCR活化的钙离子流入。最近的研究提供了直接的证据,证明CD20形成的同源寡聚体是四聚体。CD20单抗诱导的钙信号也得到研究,研究表明只有Ⅰ型CD20单抗能引起钙离子内流。CD20还通过钙池调控钙离子进入（SOCE）参与了细胞信号传导。我们就CD20形成同源寡聚体、与BCR的相互作用、参与调节B淋巴细胞钙离子的流动等进行简要综述。     

猪冠状动脉平滑肌细胞的自发瞬时外向电流的特性

自发瞬时外向电流（spontaneous transient outward currents,STOCs）在小动脉的肌源性调节中起着非常重要的作用。本文应用穿孔膜片钳技术记录了猪冠状动脉平滑肌细胞上的STOCs,研究了其基本特性以及调节。结果显示：STOCs有明显的电压依赖性和钙依赖性,其频率和幅度具有变异性。STOCs可以随机叠加在阶跃刺激方案和斜坡刺激方案引出的全细胞钾电流上。STOCs可被大电导钙激活钾（large-conductance Ca^2＋-activated potassium,BKCa）通道的特异性阻断剂ChTX、螯合胞外钙离子和50μmol／L ryanodine完全抑制。钙离子载体A23187可以明显增加STOCs的幅度和频率;而L型钙通道阻断剂verapamil和CdCl2对STOCs的影响很小。咖啡因使STOCs瞬时爆发性增加,然后抑制。钠离子载体可明显增加STOCs的频率;钠钙交换体选择性抑制剂KB．R7943可明显抑制STOCs。由此可以认为STOCs是BKCa通道介导的。STOCs的产生和激活依赖于经钠钙交换的钙内流和经肌浆网ryanodine受体介导的钙释放,钠钙交换可能决定钙库重载,而细胞膜下肌浆网的胞内钙释放（钙火花）所致的局部钙浓度瞬时增加激活与其相邻的BKCa通道,产生STOCs。     

线粒体相关内质网膜(MAM)钙转运及调节蛋白介导线粒体钙稳态

内质网和线粒体作为细胞内重要的钙池,维持细胞内钙离子稳态。近年来发现,线粒体与内质网之间存在物理偶联,称为线粒体相关内质网膜(mitchondria associated endoplasmic reticulum membrane,MAM)。最近发现,MAM中存在许多钙转运与调节蛋白,它们对内质网与线粒体之间的钙离子交流进行精密调节,维持细胞功能与生存。该文综述了国内外近年来MAM介导的钙离子信号转导的研究进展,重点阐述MAM中钙离子相关蛋白质在维持线粒体钙稳态中的作用与机制。     

17β-雌二醇快速诱导静止状态小鼠囊胚细胞胞内钙离子增加

用钙离子荧光探针fluo-3/AM标记囊胚细胞内钙离子,用激光共聚焦扫描显微镜连续检测17β-雌二醇(17β-E2)作用所致囊胚胞内钙离子浓度的动态变化,用荧光显微镜检测偶联牛血清白蛋白的17β-雌二醇(E2-BSA)所致囊胚胞内钙离子浓度的改变,以及在去钙镁M2液、传统雌激素受体阻断剂tamoxifen和磷脂酶C特异抑制剂U73122作用下17β-E2所致囊胚细胞内钙离子浓度的改变。结果显示:17β-E2和E2-BSA均可引起静止状态囊胚细胞内[Ca2 ]的快速升高;17β-E2诱导的囊胚细胞内[Ca2 ]的快速升高不依赖于胞外钙离子的内流,且不被传统雌激素受体阻断剂所阻断,而磷脂酶C特异性抑制剂可明显抑制该效应。     

钙依赖型蛋白激酶调节保卫细胞膜内向钾离子通道的实验证据

保卫细胞内钙离子浓度的变化对气孔保卫细胞质膜上的内向钾离子通道活性有显著调节作用,而钾离子通道活性的变化可导致细胞渗透压的改变,进而调节气孔的开闭运动。然而,钙离子通过何种机制实现对钾离子通道的调节尚不清楚。作者利用膜片钳全细胞记录方法探讨了钙依赖型蛋白激酶（ＣＤＰＫ）是否参与了钙离子调节保卫细胞钾离子通道的信号转导过程。当胞内钙离子浓度为１．５μｍｏｌ／Ｌ时,保卫细胞全细胞内向钾电流被抑制约６０％;同时加入ＣＤＰＫ的底物组蛋白ⅢＳ或ＣＤＰＫ的底物竞争性抑制剂鱼精蛋白可完全逆转钙离子的作用;但在胞内同时加入纯化的ＣＤＰＫ蛋白则可进一步促进钙离子对保卫细胞内向钾电流的抑制。研究结果初步证明,ＣＤＰＫ介导了钙离子调节保卫细胞内向钾离子通道的信号转导过程     

FK-506结合蛋白对钙释放通道的调控

细胞内自由钙作为一种重要的细胞信使广泛地参与细胞生理功能调控.胞内钙库(内质网系和肌浆网系)对调节细胞内自由钙水平起着重要的作用.钙库膜上的钙释放通道(ryanodine受体和三磷酸肌醇受体)受许多因素调控,其中之一就是新近研究得相当多的FK506结合蛋白.免疫抑制剂FK506能特异地结合钙库上一种分子质量为12 ku左右的蛋白,这种FK506结合蛋白与钙释放通道形成一种紧密连接的复合体,在正常生理情况下对钙释放通道起着十分重要的调控作用.