囊性纤维化:太多NaCl,太少HCO3-

胰腺囊性纤维化（cystic fibrosis,CF）是一种单基因缺陷导致的致死性遗传疾病,在高加索人种中广泛分布。这种疾病在其它人种的发生率非常低,但据报道大部分人种中发现有该基因的突变。本文对CF发生的分子和病理生理学基本概念进行阐述。首先,阐述了CF的病理学和遗传特征,其基因产物囊性纤维化跨膜电导调节体（cystic fibrosis transmembranecon-ductance regulator,CFTR）的分子结构、特征、功能和调控。其次,由于突变的主要表现是电解质转运失调,其病理学效应和机制在两个典型受累器官中得到了很好的阐明,一个是汗腺,其病理发生是由于分泌过多NaCl,另一个是胰腺,其病理发生是由于分泌太少HCO3^-。然而,CF的发病率和死亡率主要来自难治性呼吸道感染,其发生机制存在争议,我们推断可能的机制为阴离子转运失调导致CF肺部慢性感染。     

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。     

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。     

囊性纤维化跨膜电导调节体:ATP结合和水解门控Cl-通道

囊性纤维化跨膜电导调节体（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR）是一种Cl^-通道,属于ATP结合（ATP-binding cassette,ABC）转运体超家族。CFTR功能缺陷是高加索人种中普遍存在的致死性常染色体隐性遗传疾病囊性纤维化（cystic fibrosis,CF）发生的主要原因。这种疾病患者各组织上皮细胞内Cl^-转运失调。目前,与CF相关的不同突变超过1400种。CFTR调节（regulatory,R）域负责调控,核苷酸结合域（nucleotide-binding domains,NBDs）NBD1和NBD2负责ATP结合和水解门控。近期研究发现CFFR的NBDs与其它ABC蛋白一样可以二聚化。二聚化过程中,NBD1和NBD2首-尾相连,一个NBD上的WalkerA和B模块与另一个NBD提供的标签序列（signature sequence）形成ATP结合袋（ATP-binding pockets,ABPs）ABP1和ABP2。ABPs中与ATP结合相关的氨基酸突变实验揭示,ABP1和ABP2在CFTR的ATP依赖门控中发挥不同作用。ABP2由NBD2上的WalkA和B模块与NBD1提供的标签序列形成,它与ATP结合催化通道开放,而ABP1单独与ATP结合不能促进通道开放,只能稳定通道构象。有一些CFrR突变相关疾病的特征就是门控失调,进一步深入研究CFTR的NBD1和NBD2如何通过相互作用而达到通道门控,将为药理学研究提供更多所需的机制信息,有利于为CF治疗的药物设计铺平道路。     

基于蛋白质剪接的BHK细胞Ser~(660)前断裂的CFTR基因转移

利用内含肽(intein)的蛋白质反式剪接技术,研究双载体真核细胞转囊性纤维化跨膜电导调节体(CFTR)基因,通过翻译后连接成为完整的功能性CFTR蛋白.应用基因重组技术,将人CFTRcDNA于剪接反应所需保守残基Ser660前断裂为N端和C端两部分,分别与split Ssp DnaB intein编码序列融合,构建到真核表达载体pEGFP-N1和pEYFP-N1.用脂质体将这对载体共转染至幼年仓鼠肾细胞(BHK),48h后Western印迹观察CFTR蛋白质的连接,并用全细胞和单通道膜片钳技术记录Cl-通道电流.基因共转染细胞可观察到明显的由蛋白质反式剪接形成的完整CFTR蛋白,膜片钳记录到较高的全细胞Cl-电流和与转野生型CFTR基因细胞相似的单Cl-通道开放活性,提示CFTR功能的恢复.内含肽可作为一种技术策略用于双载体转CFTR基因,为应用双腺相关病毒载体(AAV)转基因的囊性纤维化疾病(CF)基因治疗提供了依据.     

碱度胁迫对尼罗罗非鱼鳃离子细胞形态以及鳃、肾和肠中HCO3-转运因子的影响

采用扫描电镜观察了不同碱度(0、2、4 g/L Na HCO_3)胁迫对尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)鳃离子细胞形态变化的影响,并采用免疫组化技术观察了鳃、肾、肠中4个HCO_3~-转运因子碳酸酐酶(CAⅡ、CAⅣ)、碳酸氢钠协同转运载体(SLC4A4)、Cl~-/HCO_3~-离子交换体(SLC26A6)的阳性反应变化。扫描电镜结果表明,鳃离子细胞分布在鳃小片基部。根据其表面开孔形状和尺寸,可分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型4种亚型,各亚型离子细胞的开孔尺寸随碱度胁迫强度增高呈正比增大,Ⅲ型离子细胞开孔尺寸变化最明显(P0.01);离子细胞总数目也随碱度升高而增加,Ⅲ型离子细胞数目上升最为显著(P0.01)。免疫组化结果表明,在淡水、碱水组中,CAⅡ、CAⅣ、SLC4A4、SLC26A6在鳃小片基部和肾中均有阳性反应,且随着碱度升高,阳性反应增强,但在肠道中未观察到阳性反应。本研究结果初步表明,尼罗罗非鱼可通过鳃离子细胞形态和数量调节适应碱度变化,鳃和肾为主要应答调节器官。     

上皮细胞离子通道对雌性生殖道内液体微环境的调节作用:对生殖与不孕的影响

雌性生殖道内适宜的液体微环境对一系列生殖事件起至关重要的作用。位于生殖道上皮细胞顶膜或基底膜的一系列离子通道和转运体,通过对水、电解质的跨膜转运,从而调节雌性生殖道内液体的分泌与吸收。本综述着重探讨了上皮细胞钠离子通道和囊性纤维化跨膜电导调节体对雌性生殖道内液体容量和成分的调节以及它们在不同生殖事件,比如精子获能及着床中的重要作用。同时对因离子通道失活或失调引起的雌性生殖道内液体微环境稳态失衡导致的一系列病理改变,如卵巢过度刺激综合征、输卵管积水以及不孕提出了新的见解。     

藿香正气水对猪远端气道完整上皮HCO3-分泌的作用

本文应用短路电流技术检测了cAMP激动剂forskolin/IBMX和中成药藿香正气水(Huoxiang.zhengqi liquid,HZL)对猪远端气道完整上皮HCO3-分泌的作用.新鲜分离的气道上皮组织可测得(94.9±8.2)μtA/cm2的跨上皮基础电流,其中的16.6%和62.7%可分别被amiloride(上皮钠离子通道阻断剂,100 Ixmol/L)和NPPB(囊性纤维化跨膜电导调节体CI-通道阻断剂,100μmol/L)所阻断.用葡萄糖酸根替代浴液中的CI-,跨上皮基础电流降低为(54.0±6.7)laA/cm2,当进一步替代掉浴液中HCO3-时,此电流可被去除,提示在末受刺激条件下存存HCO3-分泌.forskolin/IBMX可刺激HCO3-依赖的电流增加(7.3±0.5)μA/cm2.值得注意的是,HZL也能引起HCO3-电流增加(7.4±1.9)μA/cm2,而这种刺激作用不受forskolin/IBMX预处理的影响,提示一种不依赖于cAMP的信号通路.以上结果提示,无论是否受刺激,猪远端气道上皮都分泌HC03.HZL对远端气道上皮HC03-分泌的刺激作用,提示其有希望成为一种新的、有治疗意义的远端气道HCO3-分泌刺激剂.     

分泌囊泡启动步骤和相关调节蛋白研究进展

囊泡启动是细胞调节性分泌中非常关键的一个步骤,囊泡启动后才具备与膜融合的能力.囊泡的启动过程需要SNARE复合体的形成和许多其它蛋白如Muncl3、RIM、CAPS等的参与,但不同类型的分泌囊泡其关键的启动因子并不相同.本文主要从分泌囊泡的启动过程和不同囊泡所特异的启动因子着手,综述了囊泡转运过程中启动步骤的最新研究进展.     

副猪嗜血杆菌外膜囊泡激活caspase-11和NLRP3炎性体诱导炎性细胞因子IL-1β和IL-18分泌

【背景】副猪嗜血杆菌可引起多种炎性反应和较高死亡率,其致炎机制目前尚不清楚。【目的】探究副猪嗜血杆菌外膜囊泡(outer membrane vesicles,OMVs)诱导RAW264.7细胞caspase-11及NLRP3炎性体活化的功能,以及caspase-11在OMVs活化炎性体诱导炎性因子表达过程中的关键作用。【方法】副猪嗜血杆菌OMVs感染RAW264.7细胞,收集6、12和24h细胞,RT-PCR检测caspase-11、NLRP3、ASC和caspase-1 mRNA的表达;收集感染后48 h细胞,Western blotting检测caspase-11、NLRP3、ASC和caspase-1蛋白表达。收集感染后6、12、24、48和72h细胞上清,ELISA检测interleukin(IL)-1β和IL-18表达水平;不同浓度OMVs(0、2.5、10、25、50和100μg/mL)感染RAW264.7细胞24h,ELISA检测上清中IL-1β和IL-18水平。构建caspase-11沉默RAW264.7细胞株,收集OMVs感染后12、24和48h细胞培养上清检测IL-1β和IL-18水平。【结果】Caspase-11 mRNA转录水平在OMVs感染6、12和24h均极显著高于对照组(P<0.01);NLRP3 mRNA转录水平在感染后6、24h极显著高于对照组(P<0.01);ASC mRNA转录水平在感染后12、24h显著低于对照组(P<0.05);caspase-1 mRNA转录水平在感染后6、12和24h显著高于对照组(P<0.05)。Western blotting结果显示,与空白对照组相比,OMVs组caspase-11、NLRP3、ASC和caspase-1蛋白表达均明显升高。OMVs感染RAW264.7细胞后12、24、48和72h,IL-1β表达量极显著高于对照组(P<0.01),而且呈现时间依赖性升高,IL-18表达水平在感染后6、12、24、48和72h显著高于对照组(P<0.05);不同浓度OMVs感染细胞时,OMVs对细胞的致炎作用呈现剂量依赖性增强。Caspase-11沉默后,IL-1β水平在感染后12、24和48h显著低于未沉默组;Caspase-11沉默组IL-18表达量在感染后24、48h均显著低于未沉默组(P<0.05)。【结论】副猪嗜血杆菌OMVs在副猪嗜血杆菌诱导的炎症反应中发挥重要作用,OMVs可诱导RAW264.7细胞caspase-11介导的非经典NLRP3炎性体信号通路活化。     

病毒巨噬细胞炎症蛋白-Ⅱ对载脂蛋白B mRNA编辑酶催化样蛋白3G和正常T细胞表达分泌的调节活化蛋白表达的影响

目的:明确病毒巨噬细胞炎症蛋白-II(viral macrophage inflammatory protein-II,vMIP-II)对HIV-1抑制因子:载脂蛋白BmRNA编辑酶催化蛋白3G(apolipoproteon B mRNA-editing catalytic polypeptide-3G,APOBEC 3G)和正常T细胞表达分泌的调节活化蛋白(regulated upon activation normal T expressed and secreted,RANTES)表达的影响。方法:构建vMIP-II真核表达载pEGFP-N3-vMIP-II,分别采用电穿孔和脂质体转染的方法将其转染至Jurkat和293T细胞。荧光定量PCR检测vMIP-II基因对Jurkat细胞和293T细胞内的抗艾滋病基因APOBEC3G和RANTES表达水平的影响。结果:测序结果显示成功构建了的vMIP-II真核表达载体,荧光显微镜观察估计转染效率达到50%左右。与空载体组相比较,转染pEGFP-N3-vMIP-II组的Jurkat细胞内的APOBEC3G和RANTES分别上调4.97倍和7.31倍,293T细胞内的APOBEC3G和RANTES分别上调为5.73倍和8.14倍。结论:vMIP-II基因不同程度的上调了Jurkat细胞和293T细胞内的抗艾滋病基因APOBEC3G和RANTES的表达。     

鼻内镜下腺样体切除术联合鼓膜置管术对分泌性中耳炎患儿血清炎症因子和T细胞亚群的影响

摘要 目的：探讨鼻内镜下腺样体切除术联合鼓膜置管术对分泌性中耳炎（SOM）患儿血清炎症因子和T细胞亚群的影响。方法：选取2016年8月~2018年12月期间我院收治的SOM患儿113例,上述患儿根据随机数字表法分为对照组（n=56）和研究组（n=57）,对照组患儿予以鼓膜置管术治疗,研究组则在对照组的基础上联合鼻内镜下腺样体切除术治疗,比较两组患儿疗效、血清炎症因子、T细胞亚群、中耳积液时间、语频区气导平均听阀及并发症。结果：研究组术后3个月的临床总有效率为94.74%（54/57）,高于对照组的75.00%（42/56）（P<0.05）。两组术后3个月血清白介素-2（IL-2）、白介素-6（IL-6）及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平均下降,且研究组低于对照组（P<0.05）。两组术后3个月CD8⁺下降,且研究组低于对照组（P<0.05）;CD4⁺、CD4⁺/ CD8⁺升高,且研究组高于对照组（P<0.05）。研究组中耳积液时间短于对照组,语频区气导平均听阀高于对照组（P<0.05）。两组术后并发症发生率比较无差异（P>0.05）。结论：鼻内镜下腺样体切除术联合鼓膜置管术治疗SOM患儿,疗效显著,可有效改善血清炎症因子、T细胞亚群、中耳积液时间及语频区气导平均听阀,且安全性较好,临床应用价值较高。