小凹蛋白-1下调人脐静脉内皮细胞外钙敏感受体介导的钙内流

为了探讨小凹蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)在人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)细胞外钙敏感受体(extracellular Ca2+-sensing receptor,CaR)介导Ca2+内流中的作用,本实验研究了细胞膜穴样凹陷(caveolae)结构破坏剂Filipin或Cav-1基因沉默后对CaR介导Ca2+内流的影响。Fura-2/AM负载检测细胞内Ca2+浓度(intracellular Ca2+ concentration,[Ca2+]i)。结果显示,HUVECs中CaR对不同浓度细胞外Ca2+刺激无反应。无论细胞外为零钙液或含钙液时,精胺(Spermine,2mmol/L)刺激CaR时均引起[Ca2+]i升高(P<0.05),其中细胞外液为含钙液时,[Ca2+]i升高较细胞外为零钙液时更明显(P<0.05),CaR的负性变构调节剂Calhex231(1μmol/L)均可完全阻断Spermine刺激引起的[Ca2+]i升高(P<0.05);相反,Spermine升高[Ca2+]i作用可被Filipin(1.5μ...     

SOCE通路调控的钙超载与急性胰腺炎研究进展

急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)作为临床常见的急腹症,以胰蛋白酶过度激活引发的腺泡细胞及周围组织自身消化为主要特征。大量证据表明,持续钙超载导致腺泡细胞坏死及过度凋亡是AP的重要发病环节。钙库操纵的Ca~(2+)通道(store-operated calcium entry, SOCE)是引起包括胰腺腺泡细胞在内的非兴奋细胞钙超载的关键,而钙释放激活钙通道蛋白Orai作为SOCE信号通路的核心分子调节钙通道的开放状态。新近的研究证实,SOCE通路在调控胰腺腺泡细胞钙超载上发挥重要作用。该文拟对SOCE调控钙超载参与AP的研究进展做一综述。     

MCU及MICU1在心血管疾病中的研究进展

钙离子(Ca~(2+))进入线粒体基质对细胞凋亡途径、生理功能以及胞浆内Ca~(2+)信号的调控起重要作用。在心肌细胞损伤中,线粒体Ca~(2+)转运是参与能量代谢、钙超载以及氧化磷酸化的关键环节。而线粒体钙单向转运体(mitochondrial calcium uniporter,MCU)和调节蛋白如线粒体钙摄取蛋白1(mitochondrial calcium uptake 1,MICU1),作为调控线粒体Ca~(2+)摄取的重要组成部分与心血管疾病密切相关。文章归纳总结了MCU及MICU1的结构和特点,并简要介绍了其在心血管疾病中的作用。     

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。     

钙通道与钙释放通道

1.Ca~(2+)的重要生理作用胞内游离钙浓度([Ca~(2+)])的变化调节着细胞的代谢、基因表达等细胞共有的活动,以及始动兴奋、收缩或出胞分泌以及激活和失活离子通道等细胞不同的反应。[Ca~(2+)]的升高主要依赖于胞外钙经质膜上的钙通道内流或/和胞内储存钙的释放。释放的内钙也是藉细胞器膜的钙释放通道进入胞浆。可见通道启闭活动的正常是维持[Ca~(2+)]正常的一个重要保证。2.离子通道及其分类离子通道是贯穿于质膜或细胞器膜的大分子蛋白质,其中央形成能通过离子的亲水性孔道(pores)。离子的跨膜转运是通过膜上通道蛋白的功能来完     

依他尼酸抑制小鼠气管平滑肌收缩

本研究旨在探讨依他尼酸(ethacrynic acid, EA)抑制气管平滑肌(airway smooth muscle, ASM)收缩的作用及其机制。利用BL-420S系统测量小鼠气管环张力,用全细胞膜片钳技术记录ASM细胞通道电流,用钙成像系统测量ASM细胞内Ca~(2+)浓度。结果显示,EA剂量依赖性地抑制高-K~+(80 mmol/L)和乙酰胆碱(acetylcholine, ACh, 100μmol/L)引起的小鼠气管环收缩,最大舒张百分比分别为(97.02±1.56)%和(85.21±0.03)%,半数有效浓度(median effective concentration, EC50)分别为(40.28±2.20)μmol/L和(56.22±7.62)μmol/L。EA分别降低高-K~+和ACh诱导的细胞内Ca~(2+)浓度,分别从0.40±0.04降到0.16±0.01,0.50±0.01降到0.39±0.01。此外,EA抑制ASM细胞L-型电压依赖钙通道(L-type voltage-dependent calcium channel,LVDCC)和钙库操纵的钙离子通道(store-operated calcium channel, SOCC)电流,以及高-K~+和ACh引起的外Ca~(2+)内流。同时,EA可以降低小鼠呼吸系统阻力(resistance of the respiratory system, Rrs)。以上结果提示,EA通过抑制小鼠ASM细胞LVDCC和SOCC,抑制Ca~(2+)的内流,降低细胞内Ca~(2+)浓度,导致ASM舒张,提示EA是一种潜在的支气管扩张剂。     

黄精多糖对力竭训练小鼠肝组织损伤的保护作用

通过观察小鼠力竭训练后血ALT、AST,肝组织抗氧化指标、一氧化氮系统及ATP酶生化指标,探讨黄精多糖对小鼠运动性肝组织损伤的保护作用。研究以昆明雄性小鼠30只为研究对象,适应游泳训练后,随机分为3组(每组10只):安静组、运动组、对照组,除安静组外,运动组、运动给药组进行20 d,隔天一次的一次性力竭游泳训练,运动给药组小鼠灌服150 g/kg·d黄精多糖,其他两组小鼠灌服同体积的生理盐水。测定小鼠血清ALT、AST,肝组织MDA、GSH-PX、SOD、CAT、NO、总NOS、iNOS、eNOS、Na~+/K~+-ATP、Ca~(2+)/Mg~(2+)-ATP。测定结果显示:运动组与安静组比较,ALT、AST、MDA、NO、总NOS、iNOS升高,GSH-PX、SOD、CAT、Na~+/K~+-ATP、Ca~(2+)/Mg~(2+)-ATP降低;运动给药组与运动组相比,ALT、AST、MDA、NO、总NOS、iNOS降低,GSH-PX、SOD、CAT、Na~+/K~+-ATP、Ca~(2+)/Mg~(2+)-ATP升高。研究提示:黄精多糖能抑制过度训练引起的肝组织自由基增多,提高抗氧化酶的活性,通过调节i NOS、e NOS的活性,平衡NO的生成量,提高Na~+/K~+-ATP、Ca~(2+)/Mg~(2+)-ATP活性,保持较高的能量供给,维持细胞内外Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的正常分布与运转,对运动性肝组织伤有一定的保护作用。     

戊吡虫胍对棉铃虫中枢神经细胞电压门控钙通道和钾通道的影响

【目的】戊吡虫胍是将新烟碱类和缩氨脲类杀虫剂杀虫活性部分重新组合的新型杀虫剂。但对于该类杀虫剂究竟如何影响离子通道,通道门控特性和功能是如何变化目前尚未见报道。本实验旨在明确该杀虫剂是否影响电压门控钙通道和钾通道的门控过程,探究其是否为该杀虫剂的潜在作用靶标。【方法】应用全细胞膜片钳技术检测戊吡虫胍对棉铃虫Helicoverpa armigera Hübner中枢神经细胞电压门控Ca~(2+)通道和K~+通道的影响。【结果】戊吡虫胍作用后Ⅰ-Ⅴ曲线和激活曲线均向超极化方向移动10-15 mV,具有显著性统计学差异(P0.05)。稳态失活曲线向超极化方向移动约5 mV,不具有统计学差异(P0.05)。电压门控Ca~(2+)通道峰值电流(I_(peak))有不同程度的降低。随着浓度增大I_(peak)降低有减小的趋势。此外,1μmol·L~(-1)戊吡虫胍作用后钙离子的窗口电流(I_w)面积增加幅度较10μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)大,为93.20%。提示在一定的测试电压下,该药物作用后处于激活状态的Ca~(2+)通道数目增多。另外,其作用后电压门控钾通道I_(peak)降低。随着浓度增大I_(peak)降低有减小的趋势。同时Ⅰ-Ⅴ曲线下移,激活曲线向去极化方向移动约8 mV,不具有统计学差异(P0.05)。这表明戊吡虫胍作用后K~+通道在较高电位下才能激活。【结论】戊吡虫胍能够有效抑制Ca~(2+)通道和K~+通道I_(peak),并使通道的激活曲线和失活曲线发生移动,影响Ca~(2+)通道和K~+通道的门控特性。表明棉铃虫中枢神经细胞上的电压门控Ca~(2+)通道和K~+通道是戊吡虫胍的潜在作用靶标之一。     

钙释放激活钙通道研究进展

库操纵的钙(Store Operated Calcium,SOC)进入参与许多重要Ca2+信号生理过程,如细胞分化和凋亡虽然SOC的许多生物物理特性被表述,但研究最清楚的是钙释放激活的钙(Ca2+ release-activated Ca2+,CRAC)通道.最近通过RNA干扰技术在果蝇和哺乳动物细胞上鉴定出CRAC通道的两个组成蛋白STIM1和Orail细胞静息时,STIM1均匀分布在内质网膜(ER)上.一当钙库耗竭,ER上STIM1会聚集迁移到细胞膜下,相比而言,Orail是一个形成CRAC通道孔的四次跨膜蛋白.有报道说STIM1作为ER上一个Ca2+感受器向细胞膜传导钙库耗竭信号.虽然钙库耗竭激活CRAC通道的过程在最近的研究中被定量描述为四个步骤,但还有很多细节仍然不清楚.如STIM1是如何感受钙库耗竭而导致其发生聚集的不清楚,又如STIM1是如何定位到细胞膜下又如何传导信息的不清楚,STIM1和Orai1直接到底是如何相互作用的等都有待进一步的研究.本文对CRAC通道的研究历史和最新进展进行了讨论.     

血管紧张素Ⅱ对血管平滑肌细胞中大电导钙激活钾通道的多重调节作用（英文）

肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system, RAS)是影响血管平滑肌细胞张力的重要因素。RAS主要活性物质血管紧张素Ⅱ (angiotensin Ⅱ, Ang Ⅱ)可通过激活血管紧张素Ⅱ-1型受体(angiotensin Ⅱ type 1 receptor, AT1R)升高胞内Ca~(2+)浓度,收缩平滑肌细胞。大电导钙激活钾(large-conductance Ca~(2+)-and voltage-activated potassium, BK)通道是血管平滑肌细胞中分布最广、表达最多的钾离子通道,在维持细胞膜电位和胞内钾钙平衡中发挥重要作用。血管平滑肌细胞上的BK通道主要包含α与β1两种亚基。其中功能亚基BKα上分布有膜电位及Ca~(2+)感受器。因此当膜电位或细胞内Ca~(2+)浓度升高时会反馈性引起BK通道开放。然而,越来越多的研究显示,尽管Ang Ⅱ可升高胞内Ca~(2+)浓度,但却通过激活PKC通路、促进AT1R与BKα通道形成的异源二聚体内吞、加快α与β1亚基解离等途径抑制BK通道的表达和功能。在一些情况下,Ang Ⅱ对BK通道也可表现出激活作用,但机制尚不完全明确。该综述总结了Ang Ⅱ对BK通道抑制或激活两方面效应的可能原因,为改善细胞内离子失衡提供理论依据。     

NADPH氧化酶在1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥早期信号事件中的作用

1-戊烯-3-酮(1-penten-3-one)作为重要的植物挥发性信号物质可诱导拟南芥防御反应早期信号的产生。但是拟南芥叶肉细胞响应1-戊烯-3-酮早期信号转导途径尚未见到报道。本研究以拟南芥为材料,研究了NADPH氧化酶对1-戊烯-3-酮处理后拟南芥早期信号的作用。实验采用非损伤微测技术结合激光共聚焦技术探究了1-戊烯-3-酮诱导的活性氧(ROS)、跨膜离子流信号与NADPH氧化酶之间的关系,结果表明:1-戊烯-3-酮处理能够诱导拟南芥叶肉细胞H_2O_2含量增加、Ca~(2+)外排和H+内流等早期信号事件,NADPH氧化酶抑制剂二联苯碘(DPI)处理后1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥叶肉细胞Ca~(2+)外排减弱,胞内钙库抑制剂钌红处理后1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥叶肉细胞H+内流减弱,说明1-戊烯-3-酮通过激活NADPH氧化酶诱导了拟南芥叶肉细胞H_2O_2产生,胞内H_2O_2的积累可能通过激活胞内钙库引起细胞内Ca~(2+)浓度增加,进而引起Ca~(2+)的外排和H+的内流。     

电压门控通道家族的新成员——Ca~(2+)通道克隆成功

最近日本京都大学医学院 Numa 实验室丛家兔骨骼肌纯化了钙通道阻断剂二氢嘧啶(dihydropyridine,DHP)的受体,并利用重组 DNA 技术推出其一级结构。比较 DHP 受体、Na~+通道和 K~+通道及由此预测的二级结构,发现三者具有十分相似的共同特征,提示 DHP 受体就是骨骼肌细胞膜上起兴奋收缩偶联作用的电压感受器和 Ca~(2+)通道。因此,Na~+、K~+、Ca~(2+)这三种通道构成由一个祖先基因进化而来的电压门控通道家族。     

缺血后功能低下大鼠心肌钙与水含量的变化及高渗甘露醇的影响

缺血后心室功能减低(myocardial stunning)的发生机制迄今尚不明了。本实验以 Lang-cndorff 法在离体灌流的大鼠心脏,研究了全心缺血20min 及再灌注40min 后心肌 Ca~(2+)、Na~+K~+、Mg~(2+)及 H_2O 含量的变化,以及高渗甘露醇对缺血后功能低下心肌的影响。实验发现:(1)缺血/再灌注后心肌组织中 Ca~(2+),H_2O 的含量与非缺血组相比分别增加42%(P<0.01)及7.6%(P0.05)。(2)于再灌注同时给予12%高渗甘露醇可明显改善缺血后心室功能:再灌注40min 时,心率-左室压乘积恢复达缺血前的85%,而不给甘露醇仅恢复66.3%(p<0.01);高渗甘露醇同时消除了缺血后功能低下心肌中 Ca~(2+)超负荷与心肌水肿,此现象提示缺血/再灌注引起的肌膜非特异性通透性改变,很可能是钙进入细胞内的路径之一。本研究结果表明,心肌 Ca~(2+)超负荷及轻度心肌水肿参与了缺血后心室功能低下,高渗甘露醇在离体大鼠心脏可明显改善缺血后功能低下心肌的功能,此作用至少部分是由于其具有减低心肌钙与水含量的效应。     

在ts-RSV LA90细胞转化过程中钙流变化的研究

本文以ts-RSV LA90细胞为模型,用放射性同位素示踪技术测定了通过细胞质膜的~(45)Ca~(2+)流水平;同时用钙指示剂Indo-1 AM和光学多道分析仪测定了胞内[Ca~(2+)]_i,初步研究了Ca~(2+)流和[Ca~(2+)]_i在v-src基因引起细胞转化过程中的动态变化。结果表明LA90细胞质膜上~(45)Ca~(2+)流的改变是细胞转化过程中可以检测到的早期事件之一,转化状态(33℃)细胞的~(45)Ca~(2+)流大于正常状态(40℃)的,细胞从正常到转化(40℃→33℃)的25分钟内~(45)Ca~(2+)流就有明显增大。TMB-8可以抑制转化引起的~(45)Ca~(2+)流出的增大,小牛血清可以刺激正常状态细胞的~(45)Ca~(2+)流出增大,~(45)Ca~(2+)流出与温度有一定依赖关系;细胞转化引起的~(45)Ca~(2+)流入增大,可被异博定抑制,~(45)Ca~(2+)流入不受温度的影响。LA90细胞[Ca~(2+)]_i在转化早期有明显升高,并维持在较正常细胞高2—3倍的水平,A23187-Br可提高正常LA90细胞[Ca~(2+)]_i,[Ca~(2+)]_i不受温度的影响。从质膜上~(45)Ca~(2+)流和[Ca~(2+)]_i的增大说明转化细胞虽然对胞外Ca~(2+)浓度依赖性下降,但维持增殖及转化状态仍然需要一定的胞外Ca~(2+),并通过提高质膜Ca~(2+)流入和释放内源性Ca~(2+),使转化细胞[Ca~(2+)]_i维持在较高水平上。LA90细膜质膜上~(45)Ca~(2+)流和[Ca~(2+)]_i的增大在细胞转化中起着重大作用。     

GLP-1对人脐静脉内皮细胞释放NO的影响及机制的研究

目的:观察胰高糖素样肽-1(GLP-1)对脐静脉内皮细胞(HUVECs)释放一氧化氮(NO)的影响,并探讨GLP-1受体及GLP-1(9-36)在其中的作用。方法:分别以GLP-1、艾塞那肽、GLP-1(9-36)、GLP-1+exendin(9-39)、GLP-1+西格列汀、GLP-1+西格列汀+exendin(9-39)孵育HUVECs,取培养上清以硝酸还原酶法检测NO浓度。结果:GLP-1剂量依赖性的增加HUVECs中NO释放,艾塞那肽和GLP-1(9-36)均可刺激NO释放,exendin(9-39)和西格列汀均可部分阻断GLP-1引起的NO释放。结论:GLP-1可能通过GLP-1受体及GLP-1(9-36)相关的途径刺激HUVECs NO释放,发挥直接的血管保护作用。     

钙对盐胁迫下冰叶日中花不同器官离子含量和根部K~+、Na~+吸收的影响

以冰叶日中花(Mesembryanthemum crystallinum L.)实生苗为材料,经NaCl、NaCl+ CaCl_2、NaCl+LaCl_3处理后,利用电感耦合等离子发射光谱仪检测叶、茎、根中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,计算K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值,利用非损伤微测技术测定根尖Na~+流和K~+流,研究盐胁迫下钙在维持离子平衡中的作用。结果显示,NaCl处理后,冰叶日中花各器官中Na~+含量增加,K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量降低,离子比值降低;CaCl_2处理降低了Na~+含量,提高了K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,离子比值升高,而LaCl_3处理后的结果相反。经NaCl处理24 h后,冰叶日中花根尖Na~+和K~+明显外流,加入CaCl_2后,Na~+外流速度显著增加,K~+外流速度受到抑制,而加入LaCl_3后则降低了Na~+的外流速度,促进了K~+的外流。研究结果表明冰叶日中花受到盐胁迫后,钙参与了促进根部Na~+外排、抑制K~+外流的过程,进而保持各器官中较低的Na~+含量,表明钙在维持和调控离子平衡中起到重要作用。     

内皮素刺激垂体前叶细胞胞浆钙和促性腺激素的分泌

在培养的大鼠垂体前叶细胞悬液内加入内皮素100 nmol/L,可诱发胞浆钙浓度升高,即刻出现一高峰波,随后为低平台波,此双相波约维持1.5 min。高峰波在10 s内出现,若消除细胞外Ca~(2+),不影响高峰波的产生,说明峰波与细胞内储存的Ca~(2+)有关。若加双氢吡啶钙通道拮抗剂硝苯啶(nifedipine)1 μmol/L,     

关于溴氰菊酯神经毒作用的生物化学研究

 本文利用生物化学的手段,对大鼠进行了急性和亚急性毒性实验,研究溴氰菊酯对动物中枢神经系统离子调节作用的影响。急性实验结果表明:<1>溴氰菊酯能显著抑制脑微粒体上的Ca~(2+)+Mg~(2+)-ATP酶和Na~++K~+-ATP酶活性,但并不降低ecto-Ca~(2+)-ATP酶(细胞表面的Ca~(2+)-ATP酶)的活性;<2>溴氰菊酯对大鼠小脑组织中的环腺苷酸含量无明显影响,但却能显著升高与其作用相反的环鸟苷酸含量。体外实验证明,溴氰菊酯能够减少线粒体对Ca~(2+)的主动摄取。在对大鼠进行的亚急性实验中,发现溴氰菊酯中毒组与对照组大鼠的Ca~(2+)+Mg~(2+)-ATP酶、Na~++K~+-ATP酶和ecto-Ca~(2+)-ATP酶的活性均无显著性差异。根据以上结果推测,在急性中毒的条件下,溴氰萄酯能引起大鼠脑神经细胞内Ca~(2+)和Na~+的浓度增高,致使神经兴奋性发生改变。     

L-型钙通道自身调控异常参与缺血再灌注心肌钙超载的形成

钙超载作为心肌缺血再灌注损伤的重要机制之一,其形成原因与治疗策略一直是研究的热点。心肌遭受缺血再灌注后,参与细胞内钙循环的L-型电压依赖钙通道(L-type voltage-dependent calcium channel,L-VDCC)、肌浆网钙ATP酶2a(sarco/endoplasmic reticulum ATPase 2a,SERCA2a)和受磷蛋白(phospholamban,PLB)、Ryanodine受体2(RyR2)、Na~+/Ca~(2+)交换体、Na~+/H~+交换体等多种蛋白功能异常,导致舒张期[Ca~(2+)]_i上升,钙瞬变幅度降低,细胞出现钙超载。[Ca~(2+)]_i升高的过程大致可分为两个阶段:早期的[Ca~(2+)]_i升高过程(部分由钙通道介导)和晚期的[Ca~(2+)]_i升高过程(主要由Na~+/Ca~(2+)交换体介导)。L-VDCC活性增加参与钙超载的形成,但是L-VDCC蛋白在缺血再灌注过程中的分子变化机制尚不清楚。L-VDCC通道调控方式包括两类:自身调节和外源性调节,其中外源性调节蛋白PKG和PKA的调控不能解释细胞水平的L-VDCC活性增加现象,而在缺血再灌注过程中,钙依赖的失活(calcium-dependent inactivation,CDI)效应减弱、钙依赖的易化(calcium-dependent facilitation,CDF)效应增强、羧基远端部分肽链(distal carboxy terminus,DCT)的抑制效应减弱,这三种自身调节机制的改变引起L-VDCC活性的增加。因此,可以认为L-VDCC通道自身调控异常参与缺血再灌注损伤中心肌细胞钙超载的形成。     

兴奋性氨基酸受体离子通道的新观点

中枢神经元至少有三种谷氨酸受体亚型,它们选择性地由谷氨酸结构类似物 N-methyl-D-aspartate(NMDA)、quisqualate 和 kainate 激活。NMDA 与其受体作用后可使 Na~+、K~+及 Ca~(2+)离子通透性增加,同时记录到40～50pS、5ms 的电导水平,Mg~(2+)离子可将其选择性阻断;而 quisqualate 和 kainate 与其受体作用后,仅 Na~+、K~+离子通透性增加,Ca~(2+)离子通透性无变化,此时记录到1～20pS,0.5ms 电导(kainate 引起的电导偏小),Mg~(2+)离子对其无作用。由于 NMDA,quisqualate 和 kainate 与各自的受体作用后引起不同的离子通透性、不同的电导水平,它们对 Mg~(2+)有不同的敏感性,因而传统上认为,谷氨酸受体的不同亚型有不同的离子通道。