综述与专论: 星形胶质细胞调节性容积减小（RVD）的关键膜蛋白研究进展

星形胶质细胞承担着维持脑部内环境稳态的重要功能,包括维持脑的水电解质平衡。然而,在缺血性脑卒中等多种疾病中,星形胶质细胞会首先出现明显的细胞水肿,进而促进脑水肿的发生,加重脑损伤。调节性容积减小（RVD）是星形胶质细胞面对水肿时快速减小自身部分容积的代偿反应。最新研究进展发现,水通道蛋白（AQP）和体积调节性阴离子通道（VRAC）是RVD过程的关键参与者。VRAC是LRRC8家族成员构成的异多聚体,星形胶质细胞水肿时,VRAC激活,介导阴离子和有机渗透性物质快速向细胞外转运,是RVD的主要驱动力。AQP是一种6次跨膜蛋白,具有选择性的双向水通道,是星形胶质细胞快速水肿的结构基础,同时也是RVD过程中水转移至胞外的“快速通道”。进一步了解VRAC和AQP的结构、功能及其在RVD中发挥的作用,有助于最终解析星形胶质细胞RVD的发生机制并为脑水肿的治疗提供潜在靶点。     

持续性细胞皱缩在人上皮细胞凋亡过程中的必要性

持续性细胞皱缩是凋亡发生的一个主要标志。近期研究发现细胞皱缩在细胞凋亡过程中并不是一个被动的次要事件。在各种细胞中,包括人上皮细胞,凋亡因子（apoptogen）刺激后马上发生全细胞皱缩,又称为凋亡性容积减小（apoptotic　volumede　crease,AVD）,继而发生caspase激活、DNA片段化、细胞破裂死亡。K^＋和Cl^-通道的激活导致KCl外流,诱导AVD发生。抑制AVD发生可以抑制细胞凋亡。AVD与调节性容积增加（regulatory　volume　increase,RVI）异常相伴发生时,人上皮性HeLa细胞发生持续性细胞皱缩。RVI功能受损时,高渗本身就能诱导HeLa细胞持续性细胞皱缩,继而凋亡。即使在正常渗透压、无凋亡因子刺激的情况下,将HeLa细胞置于缺乏Na^＋或Cl。的溶液也会导致细胞持续性皱缩,继而凋亡。因此,AVD诱导和RVI异常所导致的持续性细胞皱缩是人上皮细胞发生凋亡的首要条件。     

低渗条件下小肠上皮细胞调节性细胞容积减小的离子通道机制

目的:观察人小肠上皮细胞调节性细胞容积减小(RVD)的过程,探讨参与RVD过程的离子通道机制.方法:将培养的人小肠上皮细胞暴露于低渗溶液, 利用电子细胞体积测量系统测定细胞平均容积变化过程和离子通道的参与过程;采用RT-PCR方法检测人小肠上皮细胞上离子通道的表达.结果:人小肠上皮细胞具有良好的RVD功能; 其RVD过程可被氯通道阻断剂NPPB 和钾通道阻断剂四乙铵所阻断; 进一步的研究发现, 中等电导钙激活性钾通道(IK)的特异性阻断剂Clotrimazole (CLT) (1μmol/L)可以明显抑制细胞的RVD过程,而大电导钙激活性钾通道(BK)和小电导钙激活性钾通道(SK)的特异阻断剂iberiotoxin (100 nmol/L)和apamin (100 nmol/L)对RVD过程无任何抑制作用.RT-PCR的结果也显示, 人小肠上皮细胞只有IK表达, 而无SK和BK的表达.结论:人小肠上皮细胞具有RVD功能,RVD过程的完成有赖于氯通道和钾通道的平行激活, 而其中参与容积调节的钾通道是中等电导钙激活型钾通道IK.     

钾通道在培养大鼠海马神经元凋亡性容积减少中的作用

为探讨钾通道参与神经元凋亡的可能机制,在星形孢菌素（STS)诱导的培养海马神经元凋亡模型上,研究了凋亡时神经细胞容积的动态变化及钾通道在其中的作用.实验结果显示,钾通道阻断剂四乙铵或升高细胞外K⁺均能够明显抑制STS诱导的神经元凋亡,并且大电导钙激活钾通道（BK）选择性阻断剂iberiotoxin和paxilline具有同样程度的抗细胞凋亡作用,表明钾通道（可能主要是BK通道）参与了STS诱导的培养海马神经元凋亡.在STS诱导神经元凋亡的早期就出现了细胞容积的显著减少,而钾通道阻断剂或升高细胞外K⁺均可阻断该细胞容积减少.研究结果提示细胞内钾离子的外流可能参与了凋亡性细胞容积减少,这也可能是钾通道介导细胞凋亡的重要机制之一.     

P—gp和细胞容积调节

本实验用基因阻抑技术阻抑牛眼睫状体非色素上皮(NPE)细胞MDR1基因表达,在激光共聚焦显微镜下检测细胞MDRI基因产物P-gp免疫荧光,研究MDRI基因及P-gp与细胞容积调节的关系。结果表明:NPE细胞表达MDR1基因,存在P-gp蛋白。人反义MDR1特异性阻抑NPE细胞MDR1基因表达,剂量依赖性抑制P-gp免疫荧光(r=0.95,P<0.01),减少P-gp合成,导致细胞容积调节减弱,鼠反义MDR1对NPE细胞MDR1基因表达及容积调节没有影响。结果提示P-gp在细胞容积调节中起重要作用。     

熊果酸激活低分化鼻咽癌细胞氯通道和减小细胞容积

本文旨在研究熊果酸对低分化鼻咽癌细胞氯通道的激活作用,以及熊果酸对其细胞容积的影响。采用膜片钳技术记录熊果酸激活的鼻咽癌细胞(CNE-2Z)全细胞氯电流,应用离子置换、改变细胞外渗透压、氯通道阻断剂等观察熊果酸诱导的氯电流的特性,活细胞动态图像分析技术测量细胞容积变化。结果显示,等渗条件下可记录到CNE-2Z细胞微弱且稳定的背景氯电流,细胞外灌流熊果酸可浓度依赖性(1～100nmol/L)诱发氯电流的产生,在±80mV电压钳制下,100nmol/L熊果酸激活的氯电流的平均电流密度为(78.92±6.39)pA/pF和(59.86±4.86)pA/pF,该电流具有较明显的外向优势,不表现明显的时间依赖性和电压依赖性失活。该电流翻转电位为(4.83±0.30)mV,较接近Cl平衡电位(0.9mV)。熊果酸激活的氯通道对不同阴离子的通透性为:Cl-=I->Br->葡萄酸根离子。该电流具有容积敏感性,可被细胞外高渗透压显著抑制;氯通道阻断剂他莫昔芬(tamoxifen)、5-硝基-2-(3-苯丙胺)苯甲酸[(5-nitro-2-(3-phenylpro-pylamino)benzoic acid,NPPB]可抑制该电流。细胞外灌流熊果酸1h后,细胞容积减小,氯通道阻断剂NPPB可抑制该容积变化。以上结果提示,熊果酸可以激活低分化鼻咽癌细胞的氯通道,使Cl外流,进而引起细胞容积减小。     

NPPB对低渗诱导海马神经元凋亡的拮抗作用

目的观察体积调节性氯离子通道阻滞剂NPPB对低渗条件下神经元凋亡的影响。方法采用原代培养的大鼠海马神经元细胞,实验分为对照组(无低渗溶液处理)、低渗组、低渗加NPPB干预组;在不同时间点(10min、30min、60min),应用AnnexinⅤ/PI流式细胞检测以及免疫细胞荧光三标法(TUNEL/MAP-2/DAPI)检测各实验组神经元凋亡的情况。结果与对照组相比,神经元在低渗干预10min后凋亡细胞明显增多,60min时神经元的凋亡达到高峰(P0.01),而NPPB干预组在各时间点凋亡神经元相对低渗组明显下降(P0.01),较正常对照组增高。结论低渗条件可诱导体外培养海马神经元细胞凋亡,体积调节性氯离子通道阻滞剂NPPB可以显著降低低渗诱导的神经元凋亡,提示VRAC通道参与了低渗诱导的神经元凋亡。     

线粒体CytC的释放机制及其在细胞凋亡中的作用

描述了细胞色素C(CytC)从线粒体释放的机制及其在细胞凋亡中的作用,主要阐述了细胞凋亡信号转导途径中的线粒体-CytC途径及AIF途径;CytC在细胞凋亡中的作用及介导细胞凋亡的方式。探讨了线粒体CytC的泄漏机制,对非特异性释放模式(MPTP假说和线粒体膨胀假说)、特异性释放模式(专一性通道假说)进行了阐述,最后分析了研究CytC与细胞凋亡分子机制的意义并提出细胞凋亡分子机制中一些未完全研究清楚的问题。     

离体人肺弹性增量模量的实验研究

本文就离体人肺进行实验研究和理论分析,最后求出肺在不同的膨胀程度下的弹性模量值。从压力一容积曲线的增量回滞曲线求出膨胀模量K,利用K值与凹痕实验获得的荷载-变形关系相结合,获得其它弹性模量。计算结果表明:膨胀模量K约为膨胀压力的3倍,杨氏模量E约为膨胀压力的4倍,剪切模量约为膨胀压力的1.5倍,泊松系数值约在0.3左右。最后与其它文献中所列的猫、兔、狗的各种弹性模量值进行了比较。     

果蝇变态过程中的细胞凋亡和细胞自噬

程序化细胞死亡(programmed cell death,PCD)分为I型PCD细胞凋亡(apoptosis)和II型PCD细胞自噬(autophagy)。果蝇等完全变态昆虫有2种类型的器官:即细胞内分裂器官(如脂肪体、表皮、唾液腺、中肠、马氏管等)和有丝分裂器官(复眼、翅膀、足、神经系统等)。在昆虫变态过程中,细胞内分裂器官进行器官重建,幼虫器官大量发生细胞凋亡和细胞自噬到最后完全消亡,同时成虫器官由干细胞从新生成;而有丝分裂器官则由幼虫器官直接发育为成虫器官。在果蝇等昆虫的变态过程中,细胞凋亡和细胞自噬在幼虫器官的死亡和成虫器官的生成中发挥了非常重要的作用。文章简要介绍细胞凋亡和细胞自噬在果蝇变态过程中的生理功能和分子调控机制。