离子通道与肿瘤

钾、钙、氯等离子通道在肿瘤细胞中异常表达,与肿瘤的发生发展密切相关。其可能机制是离子通道通过调节细胞膜电位、细胞周期、细胞体积、胞内钙浓度和胞质pH值等调控肿瘤细胞增殖与凋亡。本文综述了离子通道与肿瘤关系的研究进展,随着研究不断深入,离子通道有可能成为防治肿瘤的新靶标。     

大麻二酚对肿瘤中离子通道的作用

大麻是一种古老的药用植物,常被用于缓解疼痛和癫痫发作,但大麻素的成瘾性限制了它的临床使用。大麻的提取物大麻二酚没有精神活性,且不良反应明显小于Δ9-四氢大麻酚,因此受到广泛青睐。离子通道是贯穿细胞膜的亲水性蛋白质孔道,可维持机体生命活动,也与肿瘤的发生发展密切相关。该文主要关注大麻二酚作用的部分瞬时受体电位离子通道、电压依赖性阴离子选择性通道1和T型钙离子通道。大麻二酚是一个多靶点药物,对离子通道的作用受到广泛关注,但其作用机制和结合位点尚不清晰。目前已有关于大麻二酚作用于离子通道的综述及离子通道和肿瘤关系的综述,但鲜有大麻二酚对肿瘤中的离子通道作用的总结。该文主要总结了大麻二酚可能结合的离子通道及其在肿瘤细胞中的可能作用。     

一个改进的马尔科夫模型

离子通道是细胞膜里的大分子孔道,是跨越细胞膜里的蛋白质大分子,是神经、肌肉等细胞膜兴奋性的基础。人体细胞均具有完成特殊功能的离子通道,构建离子通道,尤其其门控行为的动力学模型,对于研究离子通道的相关课题具有重要意义。离子通道的开关反映了蛋白质构象变化的动力学过程。本文介绍了细胞膜离子通道的基本内容和几种常用模型,并根据Markov链对离子通道门控行为的一个二态（闭、开）模型的Markov过程进行了改进,得到了包含失活状态的离子通道门控行为的Markov模型。     

一个改进的马尔科夫模型

离子通道是细胞膜里的大分子孔道,是跨越细胞膜里的蛋白质大分子,是神经、肌肉等细胞膜兴奋性的基础.人体细胞均具有完成特殊功能的离子通道,构建离子通道,尤其其门控行为的动力学模型,对于研究离子通道的相关课题具有重要意义.离子通道的开关反映了蛋白质构象变化的动力学过程.本文介绍了细胞膜离子通道的基本内容和几种常用模型,并根据Markov链对离子通道门控行为的一个二态(闭、开)模型的Markov过程进行了改进,得到了包含失活状态的离子通道门控行为的Markov模型.     

结直肠离子通道与先天性巨结肠关系的研究进展

离子通道是细胞膜上一类特殊亲水性蛋白微孔道,也是肌肉、神经细胞等电活动的物质基础。目前研究通过生物学及离子通道膜片钳等新技术对离子通道有了进一步的认识,并逐步发掘离子通道的结构功能异常与疾病的发生存在的紧密关系。先天性巨结肠症(Hirschsprung's Disease,HD)又称无神经节细胞症,是小儿外科的常见疾病之一。HD临床表现为胎粪排出延迟、顽固性便秘及腹胀,常并发小肠结肠炎、低位肠梗阻等。目前研究尚未完全明确HD的发病机制,本文对HD的发生与结直肠离子通道功能间的关系作一综述。     

钙离子,钙拮抗剂与缺血性心律失常

心肌缺血造成细胞膜系统对Ca~(2 )转运失常,导致细胞浆游离Ca~(2 )浓度提高,通过对细胞膜多种离子通道的调制作用,Ca~(2 )与缺血心肌多种病理性电活动有关,这可能是缺血性心律失常的机制之一;而钙拮抗剂通过抑制电压依赖性钙通道,减轻钙超载,从而对抗Ca~(2 )中介的缺血性心律失常。     

昆虫离子通道及其抗药性研究进展

昆虫细胞膜离子通道是多种杀虫剂的作用靶标,通道功能特性的变异等与害虫抗药性密切相关.电压钳及膜片钳等电生理技术在离子通道功能研究中具有独特优势,在杀虫剂作用机理及害虫抗性机理研究中越来越受到重视.昆虫细胞膜离子通道主要包括配体门控通道和电压门控通道两大类.配体门控通道主要包括乙酰胆碱受体、GABA和谷氨酸受体通道等.电压门控通道主要有钠、钾和钙通道等,其中钠通道研究成果较多,与害虫抗性关系密切.由于钙离子的重要生理功能,随着研究深入,钙通道将成为研究重点.     

花生四烯酸对钾离子通道的调节作用

花生四烯酸是一个重要的炎症介质,它可以对广泛存在于各种细胞膜表面的外离子通道进行直接的或间接的调节。花生四烯酸与通道的直接作用,改变了通道蛋白的构象;直接学可与通道周围的细胞膜作用,影响钾离子通道的功能。花生四烯酸还可以通过其环氧酶和脂氧酶的代谢产物、蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）及「Ｃａ＾２＋」间接影响了子通道。这些环节为药理学研究提供了新的可能的靶点。     

病毒离子通道——一种新的抗病毒靶

病毒离子通道蛋白是一种在病毒生命周期中起多种作用的小跨膜蛋白,可在宿主细胞膜上形成选择性离子通道,一些离子通道阻滞剂能阻滞这些离子通道,从而抑制这些病毒的繁殖,因而病毒离子通道蛋白可作为新的抗病毒作用靶.     

离子通道在免疫细胞和免疫应答反应中的功能研究进展

离子通道是一类介导各种无机离子通过疏水性细胞脂膜的膜蛋白,它们广泛分布在各种细胞和组织中,通过调节细胞内外的离子浓度参与细胞膜电位建立并在各种生理活动中行使功能,其结构和功能正常是维持生命过程的基础。分子克隆、蛋白结构解析和膜片钳等科学技术的快速发展推进了离子通道生物物理学研究,同时也极大地促进了离子通道与病理生理学之间关系的研究。免疫系统由免疫细胞、免疫组织和它们所分泌的免疫活性物质构成,在维护机体稳态,保护身体不受病毒、细菌和其它入侵者的干扰中发挥至关重要的作用。研究表明,离子通道在免疫细胞中大量表达并参与调节免疫反应,在免疫系统中发挥重要作用。本文综述了目前离子通道在免疫系统中的主要研究进展,包括离子通道在免疫细胞中的表达及其所参与的免疫细胞活性调节,离子通道介导离子流调控的淋巴细胞发育,以及离子通道在天然免疫应答和适应性免疫应答中的功能与作用机制。此外,本文还对目前相关研究中尚待回答的关键科学问题进行了分析与展望,以期为未来进一步探究离子通道在免疫系统中的功能提供参考。     

细胞运动中的水通道蛋白 ———细胞迁移及相关生理和病理机制的新视点

细胞迁移 (cell migration) 在机体生命活动中的胚胎发育、免疫防御、损伤修复、血管新生以及肿瘤转移等许多重要生理和病理过程中发挥核心作用 . 越来越多的证据表明,细胞迁移中处于极性分布的细胞膜离子通道和离子转运体可以通过调节细胞体积变化协助细胞的移动 . 然而细胞膜水转运机制在这一过程中的作用尚未阐明 . Saadoun 等 2005 年 4 月发表于《自然》杂志上的一项研究发现细胞膜水通道蛋白在细胞迁移中发挥重要作用 . 为细胞迁移的分子机制增加了新的内容,也为水通道基因功能研究开启了一个新的领域 .     

缓慢性心律失常发病机制研究进展

缓慢性心律失常作为临床上一种常见症状,其发病机制备受关注,本文主要论述自主神经及心脏细胞膜表面跨膜离子通道对心脏节律的调节作用。自主神经包括迷走神经和交感神经,迷走神经兴奋时可通过增加乙酰胆碱的释放而减慢心率;交感神经抑制时则可通过减少去甲肾上腺素的释放而减慢心律。心脏自律细胞、工作细胞膜表面跨膜离子流处于动态平衡是保证心脏正常起搏、传导的电生理学基础。SCN5A、Cav1.2、Cav1.3、HCN4等是编码心脏细胞膜表面离子通道的基因,其编码的离子通道对心脏节律有重要影响。本文就缓慢性心律失常发病机制研究进展进行综述。     

昆虫中枢DUM神经元受体和离子通道电生理学研究进展

背侧不成对中间神经元(DUM)是一类位于多种昆虫腹神经索神经节背侧的神经元,能自发产生内源性超射动作电位。在DUM神经元细胞膜表达多种受体和离子通道,且电生理特性有别于哺乳动物中枢神经元膜上同种类型的受体和离子通道。目前已证实其细胞膜上表达K+通道、电压依赖的Na+通道、Ca2+敏感的Cl-通道、Ca2+通道、氯离子通道、乙酰胆碱受体、谷氨酸受体等多种离子通道和受体。近年来因膜片钳(patch-clamp)技术进展和对受体和离子通道研究的深入,该类神经细胞已用于杀虫剂选择性神经毒性研究和杀虫剂离体筛选。     

电压门控性离子通道的药理

一、引言离子通道是细胞膜上的特殊蛋白质大分子,在脂质双层膜上构成具有高度选择性的亲水性孔道,容许适当大小和适当电荷的离子通过。细胞膜内、外离子浓度差决定离子扩散的方向。大多数离子通道大部分时间是关闭的,只是在特殊刺激下,打开的机率才大大增加,这种现象称为门控(gating)。通道蛋白的构象     

基于扫描离子电导显微镜负反馈扫描控制技术的高分辨率膜片钳技术

细胞膜表面精细结构中的离子通道具有重要的生理功能。为了克服目前利用光学显微镜进行微电极定位的传统膜片钳技术分辨率的不足,本实验室将扫描离子电导显微镜技术(scanning ion conductance microscopy,SICM)与商用膜片钳技术相结合,构建了基于SICM负反馈扫描控制技术的高分辨率膜片钳技术。我们首先运用SICM负反馈技术控制纳米尺度玻璃微探针进行活体细胞表面的非接触扫描,获得细胞膜表面微结构的高分辨率成像,而后运用SICM负反馈控制技术操控该微探针在细胞膜表面非接触地移动并将其精确定位于扫描成像中感兴趣的膜表面纳米尺度微结构上方,最后利用该微探针作为膜片钳记录电极实现对此微结构的高分辨率电生理信号记录。为了检验该技术实现高分辨率离子通道记录的能力,分别在活体单层膜犬肾上皮(MDCK)细胞膜的微绒毛、细胞间的紧密连接等纳米尺度微结构上进行了细胞贴附式离子通道记录,结果显示MDCK细胞膜微绒毛的离子通道在钳制电压(pipette holding potential)为-100、-60、-40、0、+40、+60、+100mV条件下处于开放状态,而MDCK细胞间的紧密连接处在钳制电压为-100、-40、0、+40、+100mV条件下未检出有离子通道开放动作。结果提示,我们构建的高分辨率膜片钳技术实现了微探针的准确定位及特定纳米尺度微结构上的高分辨率膜片钳记录,为活体生物样品表面离子通道的空间分布及其功能研究提供了一种有效的工具。     

神经解剖学和神经生理学中的基本概念简述(三)

离子通道的类型神经元细胞膜上与神经传导和突触传递有关的离子通道,有对电压变化敏感的离子通道(v),由递质致活的离子通道(t),主动运输离子通道(a)以及漏泄通道(1) 等类型。神经元膜上的钠离子通道有:Na~+v 通道,在膜电位变化下开放(一般是去极化达到-55毫伏时)。Na~+t 通道,当递质与受体蛋白质结合时开放。Na~+a 通道,完成 Na~+从神经元排出的主动运输作用。     

膜片钳技术在昆虫毒理学研究中的应用

膜片钳技术是现代电生理研究的基本方法 ,它以细胞膜上的离子通道为研究对象。离子通道是多种杀虫剂的作用靶 ,因此作为研究离子通道基本手段的膜片钳技术在药剂神经性作用机理研究中越来越受到重视。该文综述了膜片钳技术的基本原理及其在昆虫毒理学中应用的最新研究进展     

荧光膜片钳新技术的应用及进展

荧光膜片钳(patch-clamp fluorometry,PCF)是将离子通道蛋白局部的构象变化和门控紧密结合,实时记录同一膜片上离子通道的荧光和电流信号的创新型生物物理学技术,其特点是将经典的膜片钳和现代光学记录结合起来,实时同步完美呈现离子通道执行其功能时的蛋白质构象信息.与研究结构的X射线和冰冻电镜不同,荧光膜片钳提供离子通道处于真实细胞膜生理环境并执行功能的实时动态结构信息.随着新的光学技术、显微成像技术、图像分析技术等的进步,大大地扩展了荧光膜片钳技术的记录范围、分辨精度及敏感度,使研究者以前所未有的时空分辨率来实时观察和记录离子通道蛋白的结构变化.     

稻瘟病菌机械敏感性离子通道的鉴定及功能分析

稻瘟病是水稻上危害最为严重的病害之一,其病原菌为子囊菌门稻瘟病菌。作为模式真菌,研究稻瘟病菌的致病机理不仅能为其病害防治提供理论依据,也给其它病原真菌提供借鉴意义。离子通道是细胞内外物质交换的窗口,具有成为防治靶标的潜力,对病害防控具有重要意义。机械敏感性离子通道是一类通过感受细胞膜张力变化来实现胞内外机械信号转导的离子通道。运用生物信息学鉴定了稻瘟病菌的3条机械敏感性离子通道蛋白Mo Msc1,Mo Mid1和Mo Yvc1,进化分析表明它们在真菌里具有保守性。还对稻瘟病菌的小电导率机械敏感性离子通道蛋白Mo Msc1进行了功能分析,该基因沉默并未影响其生长发育、外界胁迫、细胞壁完整性及致病力。     

离子通道与肿瘤相关性的研究进展

离子通道是一类对离子具有选择通透性跨膜的生物大分子。一些离子通道在肿瘤细胞中表达异常,并在细胞癌变、侵袭和转移等方面起着重要作用;另外,作用于离子通道的药物被发现可以逆转多药耐药,因而离子通道可作为潜在的抗肿瘤靶点。就离子通道与肿瘤相关性研究予以综述。