质膜钙离子ATP酶

钙离子(Ca2+)是重要的第二信使,通过与效应蛋白的结合和解离,以及在不同细胞器之间的穿梭运动而精确调控细胞活动,参与多种重要生命过程。细胞内具有精确调节Ca2+时空分布的调控系统。在静息状态下,细胞内的游离Ca2+浓度约为100 nmol/L;而当细胞受到信号刺激后,胞内的Ca2+浓度可上升至1000 nmol/L甚至更高。细胞中存在多种跨膜运送Ca2+的膜蛋白,以精确调节Ca2+浓度的时空动态变化,其中,细胞质膜上的多种Ca2+通道(包括电压门控通道、受体门控通道、储存控制通道等),以及内质网/肌质网和线粒体等胞内"钙库"膜上的雷诺丁受体、三磷酸肌醇受体等膜蛋白复合物,均可提升胞内Ca2+浓度,而细胞质膜上的钠钙交换体、质膜Ca2+-ATP酶、"钙库"膜上的内质网Ca2+-ATP酶、线粒体Ca2+单向转运体等,可将Ca2+浓度降低至静息态水平。质膜钙ATP酶是向细胞外运送Ca2+的关键膜蛋白,本文将对其结构、功能及其酶活性的调控机制做一简要综述。     

大鼠结肠平滑肌细胞的钙库操纵性通道

目的:探讨大鼠结肠平滑肌细胞是否存在钙库操纵性通道(SOC)。方法:荧光探针Fura-2/AM标记细胞内游离Ca2+后,用荧光分光光度计检测毒胡萝卜素(thapsigargin)和咖啡因(caffeine)耗竭胞内钙库后激活的SOC通道对酶解分离的大鼠结肠平滑肌细胞[Ca2+]i的影响。结果:在无Ca2+缓冲液中,thapsigargin(1μmol/L)以及caf-feine(10 mmol/L)分别使[Ca2+]i由静息时(68.32±3.43)nmol/L升高至(240.85±12.65)nmol/L(、481.25±34.77)nmol/L,继之,向细胞外液中引入两种浓度的Ca2+(1.5 mmol/L和3.0 mmol/L),导致[Ca2+]i进一步升高,分别为(457.55±19.80)nmol/L、(1005.93±54.62)nmol/L;(643.88±34.65)nmol/L、(920.16±43.25)nmol/L。且上述升高效应对维拉帕米(verapamil,5μmol/L)以及KCl引起的细胞膜去极化不敏感,但可被La3+(1 mmol/L)抑制。结论:在酶解分离的大鼠结肠平滑肌细胞上,存在胞内钙库耗竭激活的SOC通道,为支持在电兴奋性细胞上存在库容性Ca2+内流提供了实验和理论依据。     

植物细胞中的钙离子传导

近年来的研究表明，Ca2＋在植物细胞的信号转导过程中一直起着非常重要的作用。通常，生活细胞内游离钙的浓度保持在30—200nmol/L的范围内, 但来自细胞外或细胞内的各种刺激，则可引起细胞内游离钙浓度的瞬时变化，从而使Ca2＋通过不同的信号转导途径，直接或间接地调节细胞生理和生化过程。在植物细胞的生命活动过程中，Ca2＋的调节功能表现为多种多样，其中包括离子运输、细胞运动、糖类代谢、细胞分裂、细胞分泌以及基因表达等等。有人研究发现，在植物细胞间隙、细胞壁以及液泡中Ca2＋的浓度远高于细胞内游离钙浓度，它们是细胞质…     

白藜芦醇降低大鼠心室肌细胞内游离钙浓度

实验旨在研究白藜芦醇(resveratrol)对大鼠心室肌细胞内钙浓度(intracellular calcium concentratoin,[Ca2+]i)的影响.应用激光共聚焦显微镜技术记录心室肌细胞内的钙荧光强度.结果表明在正常台氏液和无钙台氏液中,白藜芦醇(15～60μmol/L)呈浓度依赖性地降低[Ca2+]i.蛋白酪氨酸磷酸酶抑制剂正钒酸钠(sodium orthovanadate,1.0 mmol/L)和L型Ca2+通道激动剂Bay K8644(10 μmol/L)可部分抑制正常台氏液中白藜芦醇的效应.但NO合酶阻断剂L-NAME(1.0 mmol/L)对白藜芦醇的作用无影响.白藜芦醇也能明显抑制无钙台氏液中由低浓度ryanodine(1.0 nmol/L)引起的[Ca2+]i增加.当细胞外液钙浓度由1 mmol/L增加到10 mmol/L而诱发心室肌细胞钙超载时,部分心室肌细胞产生可传播的钙波,白藜芦醇(60 μmol/L)可降低钙波的传播速度和持续时间,最终阻断钙波.结果提示,白藜芦醇能够降低心室肌细胞内游离钙浓度,此作用可能与其抑制电压依赖性Ca2+通道、酩氨酸激酶和肌浆网内钙释放有关.     

牛磺酸对血管紧张素Ⅱ改变培养心肌细胞内游离Ca2+浓度作用的影响

目的和方法 :用Fura 2 /AM .荧光显示测定细胞内游离Ca2 浓度 ([Ca2 ]i)的方法 ,我们研究了牛磺酸 (Tau)对血管紧张素Ⅱ (AngⅡ )引起的培养心肌细胞 [Ca2 ]i变化的影响。结果 :在有Ca2 和无Ca2 的缓冲液中 ,AngⅡ (1 ,1 0 ,1 0 0 ,1 0 0 0nmol/L)能浓度依赖性地引起 [Ca2 ]i升高。在含Ca2 的缓冲液中 ,Tau(1 0 ,2 0mol/L)可依浓度地抑制AngⅡ (1 0 0nmol/L)引起的 [Ca2 ]i升高 ;但在无Ca2 的缓冲液中 ,牛磺酸无此作用。用ryanodine(Rya ,1 μmol/L)预先耗竭细胞内贮存的Ca2 后 ,AngⅡ (1 0 0nmol/L)仍能引起 [Ca2 ]i进一步升高 :AngⅡ的这一作用能被Tau(2 0mmol/L)显著抑制。结论 :在培养的乳鼠心肌细胞 ,Tau能够通过抑制AngⅡ引起的Ca2 内流而拮抗AngⅡ升高 [Ca2 ]i的作用。     

细胞内自由钙离子浓度的测定方法

钙离子不仅是植物生长发育所必需的 1种大量元素 ,而且在植物的信号传导中起重要作用。钙离子作为一种第二信使把外源信号 (激素、光、重力、温度等 )转变成胞内信号 ,导致一系列胞内事件的发生。大量的研究表明 ,Ca2 +的信使功能是通过调控细胞内游离 Ca2 +浓度来实现的。 Ca2 + 信号的产生和终止是细胞内 Ca2 + 增减、波动的结果。因此测定细胞溶质中的 Ca2 +浓度是十分重要的。从理论上讲 ,测定细胞内 Ca2 + 浓度的方法应符合如下要求 :首先 ,所使用的 Ca2 +指示剂必须对 Ca2 +有很强的专一性 ;其次 ,是灵敏度高 ,能够测定低浓度的Ca…     

胞内高钙诱发豚鼠心室肌细胞电紊乱

众多研究表明,各种心肌病理状态及心律失常的发生都与细胞内钙离子([Ca2+]i)调控失衡及钙超载有着十分密切的关系.为了进一步揭示细胞内急性钙超载对心室肌细胞电生理特性的影响,通过调节[Ca2+]i(对照组为65～100nmol/L,胞内高钙组为1μmol/L)模拟胞内钙超载状态,应用全细胞膜片钳技术记录细胞跨膜动作电...     

Ghrelin对豚鼠胃窦平滑肌细胞钙离子浓度的影响及与NO关系研究

目的:探讨Ghrelin对豚鼠胃窦平滑肌细胞内钙离子浓度的影响及其与一氧化氮(NO)的关系。方法:采用荧光免疫组化检测胃窦平滑肌细胞ghrelin受体(GHS-R)的表达;应用钙离子(Ca2+)指示剂Fluo-3/AM作为细胞内Ca2+的荧光探针,对负载培养的平滑肌细胞应用激光共聚焦显微镜技术,检测不同浓度ghrelin对平滑肌细胞内Ca2+荧光强度(FI)的影响,以及ghrelin受体阻断剂D-Lys3-GHRP-6、NO供体硝普钠(SNP),一氧化氮合酶(NOS)抑制剂N-硝基左旋精氨酸甲酯(L-NAME)对ghrelin调控Ca2+荧光强度的影响。结果:(1)豚鼠胃窦平滑肌细胞呈GHS-R免疫反应阳性表达.(2)随着ghrelin浓度升高(10-11,10-10,10-9,10-8,10-7mol/L),平滑肌细胞内Ca2+荧光强度逐渐升高,组间峰值(分别为54.7±11.5,58.1±5.7,64.8±6.6,84.9±7.1,95.7±10.5)和峰高(分别为1.8±0.3,2.1±0.8,5.3±1.3,28.9±4.2,37.6±3.7)均存在显著差异(P<0.05-0.01),即呈明显剂量依赖...     

脉冲电场对粒细胞内Ca2+浓度影响的动态变化

利用激光共聚焦扫描显微镜和装有CCD系统的荧光显微镜,研究在单脉冲电场作用下经fluo-3/AM标记的鸡胚小脑粒细胞内自由Ca2+浓度(i)的动态变化过程.结果表明:在单个电脉冲作用下,细胞内Ca2+浓度立刻升高并达到其最大值.Ca2+浓度升高的幅度以及升高的速率具有电场强度的依赖性.当细胞外Ca2+被过量的EGTA络合或细胞膜上的Ca2+通道被La3+堵塞后,细胞内的Ca2+浓度仍然升高.细胞内不同区域的Ca2+浓度同时升高;两极内的Ca2+浓度早于胞体的Ca2+浓度达到最大值并迅速恢复.     

小檗碱对豚鼠结肠平滑肌细胞内游离钙浓度的影响

采用Ca2 荧光示踪剂Fura 2 AM和双波长荧光分光光度法 ,观察小檗碱 (berberine ,Ber)对酶法分离的豚鼠结肠平滑肌细胞内游离钙 ([Ca2 ]i)的影响并探讨其机制。在含 1 5mmol/LCaCl2 的HEPES Ringer缓冲液中 ,豚鼠结肠平滑肌细胞 [Ca2 ]i为 10 8± 9 4nmol/L (n =7) ,Ber对静息 [Ca2 ]i 无明显影响 ,Ber呈浓度依赖性抑制 ,6 0mmol/LKCl引起的 [Ca2 ]i 增高 ,IC50 值为 34 0 9μmol/L。在含 1 5mmol/LCa2 和无Ca2 的缓冲液中 ,30、10 0μmol/LBer均显著抑制 10 μmol/LACh所诱发的 [Ca2 ]i 的增高 ,且有浓度依赖性 ;同样Ber对环匹阿尼酸 (CPA)所致的 [Ca2 ]i 增高也有浓度依赖性抑制作用 ,有钙和无钙条件下IC50 分别为 37 97μmol/L和 49 70 μmol/L。结果提示 ,Ber对结肠平滑肌细胞外Ca2 内流和细胞内钙释放均有抑制作用。     

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 .     

酿酒酵母细胞增殖对Ca~(2+)需求的新证据

本文研究了酿酒酵母细胞增殖对Ca2+需求的证据。结果表明:SD-Ca培养基中外加1mmol/L的Ca2+明显促进酿酒酵母细胞增殖,外源Ca2+浓度在0~20mmol/L范围内变动时,随Ca2+浓度增加,细胞生长到达稳定期的终浓度也越大;5、10mmol/L的EGTA可明显延缓细胞生长的延滞期,但是最终不能抑制细胞增殖;酿酒酵母在SD-Ca培养基中继代培养4次,随增殖代数增加,细胞总钙含量没有明显变化,说明酵母能够在低钙介质中生长可能是因为具有捕捉和富集钙的功能;以Fluo-3作为胞质Ca2+指示剂,通过激光扫描共聚焦显微镜观察,发现随胞外Ca2+浓度增加,胞质中游离Ca2+浓度也相应增加。这些证据都揭示了Ca2+在酿酒酵母细胞增殖过程中是必需的。     

槲皮素诱导Hep G2自噬与胞内游离Ca2+浓度的变化相关

槲皮素具有诱导细胞自噬、抑制肿瘤细胞增殖等抗癌功能,但其诱导细胞自噬的分子机制还不太清楚. 本文通过激光共聚焦显微镜观察槲皮素对Hep G2细胞自噬的影响; Fluo-3 AM和Cyto-IDTM Green Detection Reagent染色标记, 流式细胞术测定了槲皮素对Hep G2细胞内游离钙离子浓度［Ca2+］_i 及Ca2＋螯合剂BAPTA-AM对自噬水平的影响. 探讨了槲皮素诱导人肝癌细胞 Hep G2自噬过程中［Ca2+］i的变化. 结果表明, 在槲皮素较低浓度范围内(0 ～ 50 μg/mL), 可明显抑制Hep G2细胞增殖, 并以剂量依赖方式诱导细胞自噬. 同时发现,槲皮素刺激Hep G2细胞可使［Ca2+］i明显增加, 进而促进自噬. 而当胞内Ca2＋螯合剂 BAPTA-AM存在时, 细胞的自噬水平受到一定的抑制. 这些结果表明,细胞内［Ca2+］i的升高可促进自噬, ［Ca2+］_i 的降低可能会抑制自噬. Hep G2细胞自噬与细胞内游离钙离子浓度的变化有关系.     

Ca2+在植物细胞对逆境反应和适应中的调节作用

钙离子(Ca2+ )信号在植物的生长发育及其对环境的反应和适应中起着十分重要的作用。本文对Ca2+在植物细胞对低温、干旱和盐渍化逆境的反应和适应中的调节功能作一概述, 论述的主要问题包括: (1)Ca2+的亚细胞定位与分布, 细胞内Ca2+相对低水平的稳态平衡是Ca2+信号发生的基础; (2)Ca2+信号的优越性及其发生与传递; (3)Ca2+充当低温信号的传递者诱导抗寒锻炼和基因表达; (4)细胞内高水平Ca2+持久性调控越冬木本植物的生理休眠; (5)Ca2+对干旱、盐渍化及其渗透胁迫的调节作用; (6)Ca2+参与气孔开关运动的调节; (7)Ca2+参与逆境中细胞壁加厚和加固的调节。     

脱氢紫堇碱对正常和低氧豚鼠心肌细胞内钙的影响

目的 :探讨脱氢紫堇碱 (dehydeocorydaline,DHC)及维拉帕米 (verapamil,Ver)对豚鼠心肌细胞内游离钙浓度([Ca2 + ] i)变化的影响。方法 :采用离体豚鼠心脏Langendorff法灌注 ,用荧光指示剂方法 (Fure 2 /AM)标记心肌([Ca2 + ] i)变化。观察低氧后心肌 [Ca2 + ] i 的变化。结果 :①正常氧状态心肌 [Ca2 + ] i 均值为 (1 2 0 .5± 8.3)nmol/L(n =2 0 ) ;②正常氧条件下 ,DHC、Ver均使心肌 [Ca2 + ] i 明显下降。 (3)低氧状态下 ,心肌 [Ca2 + ] i 增加与缺氧时间(程度 )直线相关 (r=0 .98)。④DHC对低氧后心肌 [Ca2 + ] i 增加明显减缓。结论 :DHC在正常氧、低氧条件下阻止心肌细胞内钙超载 ,我们认为DHC可能提高心肌细胞的自我保护作用     

植物细胞Ca2+荧光蛋白指示剂研究进展

Ca2+作为第二信使参与了植物生长和发育过程的调控,不同生物和非生物胁迫信号均可诱导胞内Ca2+变化.对Ca2+在信号转导作用中的认识主要来自于细胞内Ca2+浓度测定.水母发光蛋白和基于荧光蛋白的Ca2+荧光指示剂作为检测细胞Ca2+信号的手段是近年发展起来的新方法.本文综述了水母发光蛋白和基于荧光蛋白的Ca2+荧光指示剂的发展、测量原理、优点与不足及其在细胞Ca2+信号转导中的应用研究进展.     

压力超负荷性心肌肥厚大鼠心肌细胞核钙转运的改变

通过腹主动脉缩窄(abdominalaorticcoarctation ,AAC)心肌肥厚大鼠模型制备、差速离心提纯心肌细胞核、酶学方法测定Ca2 +-ATPase活性、45Ca2 +同位素法测定核钙摄取和荧光分光光度计测定细胞核内自由钙浓度 ,初步揭示压力超负荷心肌肥厚大鼠心肌细胞核钙转导异常的环节。结果发现 :心肌细胞核上存在具有[Ca2 +]和ATP依赖性的高亲和力Ca2 +-ATPase ,以[Ca2 +]依赖的方式摄取45Ca2 +,并呈先升高后降低趋势。AAC术后4周大鼠心肌显著肥厚 ,伴有明显的血流动力学异常 ,与对照组比较 ,AAC大鼠心肌细胞核Ca2 +-ATPase活性减少51.93 %(p<0.001) ,但核45Ca2 +摄入量(核外[Ca2 +]浓度为800 -1600nmol/L时)和核内[Ca2 +](核外[Ca2 +]浓度为0 -1000nmol/L时)均明显增加(p<0.05) ;正常组离体心肌细胞核Ca2 +摄取受PKA刺激(p<0.05) ,而被PKC抑制剂和CaM抑制剂显著抑制(p<0.05) ,AAC大鼠心肌细胞核Ca2 +摄取仅受CaM抑制剂抑制(p<0.01) ,而PKA和PKC抑制剂对其无明显影响(p>0.05)。结论为心肌肥厚时 ,心肌细胞核Ca2 +转运系统及其磷酸化调节可能发生改变。     

细胞凋亡中的钙离子调控

凋亡是细胞的一种生理性、主动性的自杀行为,它使机体能够有效清除多余或病态的细胞。作为细胞内普遍存在的第二信使,Ca2 在信号转导过程中发挥重要作用。它能够将细胞感受的刺激转化为其在不同细胞组分间的分布差异及自身浓度的振荡,这种在细胞内和细胞间的波动协调了细胞生命活动的各个方面。以往的研究认为细胞内Ca2 浓度的升高是凋亡进行到后期的结果,而最近的研究发现Ca2 也可以在凋亡通路的各个层次,通过不同的方式精细调控凋亡的进程,这构成了凋亡中复杂的钙调控网络。现对钙离子和线粒体凋亡途径中分子间的复杂联系以及钙调控细胞凋亡研究的最新进展进行综述。     

胍丁胺对大鼠心室肌细胞内游离钙浓度的影响

本研究旨在观察胍丁胺 (agmatine ,Agm)对分离大鼠心室肌细胞内游离钙浓度 ( [Ca2 +]i)的影响。用酶解方法分离大鼠心室肌细胞 ,用Fluo 3 AM负载 ,然后用激光共聚焦法测定单个心室肌细胞 [Ca2 +]i 的荧光强度 (fluorescenceintensity ,FI) ,结果以FI或相对荧光强度 (F/F0 % )表示。实验结果表明 ,在正常台氏液 (含钙 1 0mmol/L)和无钙台氏液中 ,单个大鼠心室肌细胞的荧光密度分别为 12 8 8± 13 8和 119 6± 13 6,两者无差异。Agm 0 1、1和 10mmol/L浓度依赖性地显著降低细胞的钙浓度 ;在正常台氏液中加入EGTA 3mmol/L ,Agm同样降低细胞的钙浓度。KCl 60mmol/L ,PE 3 0 μmol/L ,和Bay K 864 410 μmol/L均升高心室肌细胞的[Ca2 +]i。Agm同样降低高浓度KCl、Bay K 864 4和PE诱发的心室肌细胞 [Ca2 +]i 升高。当细胞外液钙浓度由 1mmol/L增加到 10mmol/L时 ,诱发心室肌细胞钙超载 ,同时部分心室肌细胞产生可传播的钙波 (Ca2 +wave) ,Agm 1mmol/L降低钙波的传播速度和持续时间 ,最终阻断钙波。以上结果提示 ,Agm对心室肌细胞的胞浆[Ca2 +]i具有抑制作用 ,此作用通过阻断电压依赖性钙通道而实现 ;并可能与抑制大鼠心室肌细胞内钙释放有关     

模拟高原低氧对大鼠肝细胞内质网Ca2+泵的影响

缺血、缺氧及细胞毒素都能使细胞内Ca2+浓度升高,Ca2+积累,导致细胞Ca2+代谢紊乱,引起细胞损伤和死亡.细胞质内Ca2+浓度升高通常是由于细胞内非线粒体Ca2+储存库内质网释放Ca2+所致.本实验中作者观察了不同时间不同程度模拟高原低氧条件下大鼠肝细胞内质网(endoplasmic reticulum,ER)Ca2+泵功能的变化,以了解低氧对Ca2+泵的影响.