钙调蛋白拮抗剂对人胃癌细胞效应机理的研究——钙调蛋白与磷酸二酯酶活性测定分析*

我们曾经证明钙调蛋白(Calmodulin,CaM)拮抗剂三氟拉嗪(Trifluoperazine,TFP)有抑制人胃癌细胞增殖和诱导细胞形态向正常分化的效应。本文用CaM活性测定箱方法测定了TFP处理的人胃癌MGC-803细胞胞质内的CaM活性。同时也测定了磷酸二酯酶(Phosphodiesterase.PDE)活性的变化。结果表明TFP选择性抑制胞质内依赖Ca~(2+)/CaM的PDE活性。氨茶碱有抑制CaM活化PDE的作用。本文对TFP作用机理及在调控癌细胞增殖及分化中的意义进行讨论。     

钙调素抑制剂——三氟拉嗪对肿瘤细胞增殖和微管组装的影响

本文用钙调素抑制剂——三氟拉嗪处理人胃癌MGC-803细胞,用免疫荧光细胞化学方法,放射免疫法和速流荧光分析等方法研究了钙调素对细胞增殖,环核苷酸代谢及微管组装,有丝分裂等细胞功能的调节作用。实验结果表明,TFP明显地抑制了人胃癌细胞的增殖,这种抑制增殖的作用,具有剂量和时间依赖关系,细胞群体中G_1期细胞增多,S期细胞下降,DNA合成明显地受到抑制。TFP处理的胃癌细胞仅在短时间内(5'-30')cAMP含量升高,cGMP浓度降低,cAMP/ ??cGMP比值比对照组高4.4倍,但此后环核苷酸含量又很快恢复到对照组水平。本实验还观察到TFP处理后的MGC-803细胞胞质铺展,细胞形态的改变与胞质微管的分布有密切联系,实验结果表明TFP加强了人胃癌细胞MTOC对微管的组装能力,使微管分布得到恢复,微管纤维呈放射状延伸到细胞边缘,充满胞浆,使细胞呈现出展平的多边形,趋向于正常上皮细胞形态的变化,本实验结果表明TFP抑制癌细胞增殖及使微管组装加强可能是通过对CaM活性的抑制作用。此结果有助于说明转化细胞内钙调素的变化,可能是与转化细胞增殖失控和胞质微管消退有关。     

钙调蛋白的构效关系及其与药物的相互作用

钙调蛋白(calmodulin,CaM)作为环核苷酸磷酸二酯酸(PDE)的内源性活化因子,于六十年代后期由张怀耀首先发现,它是细胞内Ca~(2+)的重要受体,与Ca~(2+)结合后发生构象变化而激活,又调节着细胞内Ca~(2+)的浓度。它不具有酶的活性,却能通过激活细胞内广泛的酶谱,调控细胞的基本功能。二价阳离子竞争性地取代Ca~(2+)的结合后能影响CaM活性,组织内还存在有CaM的内源性抑制因子,竞争性地与CaM结合而抑制CaM的活性。CaM与靶酶的相互作用也能被很多药物所抑制,这或许与药物的作用机制有关。     

钙调蛋白及其调节酶PDE在鸡脑胚胎发育过程中的变化

钙调蛋白(CaM)参与脑中多种细胞过程的调节,推测它与大脑的分化发育有关。本实验研究了鸡脑从胚胎早期(原基)至大脑成熟各发育阶段可溶部分的CaM及其调节酶——环核苷酸磷酸二酯酶(PDE)的含量或活力变化。未经孵育的鸡胚中检测不出CaM,在孵育3—14天的胚脑中CaM含量逐渐增加:总CaM增加了3倍,活性CaM增加了4倍;而且在鸡脑细胞分裂分化最活跃的期间(皮质和髓质形成期间,即孵育8—14天),活性CaM的增加尤为显著(增加近3倍)。提示CaM与脑细胞的分裂分化有关。PDE的活力出现晚于CaM5天,随着胚龄增加,不断上升,提示它与脑细胞的分裂分化无直接关系,可能与大脑的功能活动有关。本实验还研究了鸡脑发育期中可逆性钙结合蛋白的变化。     

钙调蛋白研究的新进展

最近对钙调蛋白(CaM)的研究,揭示了它的三维结构及其两个结构域的功能。肯定了CaM的Ⅲ、Ⅳ位是Ca²⁺结合的高亲和位,并据此提出了CaM活化靶酶的新模型。发现神经钙蛋白(CaN)为一种依赖CaM的磷酸酶和两种最强的CaM桔抗剂多肽Mastoparan和药物EBB。证明一些疾病同Ca²⁺、CaM有关。     

钙调蛋白与拮抗剂TFP相互作用的水质子弛豫速率研究

钙调蛋白(CaM)是一种多功能调节蛋白,它对靶酶的作用受各种药物拮抗.三氟啦嗪(TFP)是CaM的一种有效拮抗剂.本文利用核磁弛豫法测定与TFP结合前后CaM中金属离子配位水的变化,从而推测CaM与TFP相互作用的方式.结合CD谱的测定结果,可以认为TFP与CaM结合摩尔比不超过2时是特异的强结合,但不影响金属结合部位及主链结构.当比例超过2时,额外的TFP以不同于前的方式结合于CaM.     

酸枣仁皂甙A与钙调蛋白相互作用的荧光光谱研究

文中报导了本实验室最近发现的一种新型钙调蛋白(CaM)天然拮抗剂——酸枣仁皂甙A,它能显著地抑制CaM活化PDE的活力.为研究它与CaM间的相互作用,本实验还制备了与天然CaM具有相同激活PDE能力的丹磺酰钙调蛋白(D-CaM).D-CaM的荧光光谱研究表明,酸枣仁甙A的加入诱导CaM分子的疏水位点更加暴露,从而增强丹磺酰基团的荧光发射量子产率.桔抗剂与CaM间的结合是绝对依赖Ca~(2 )的.荧光滴定的结果证明此结合的解离常数为2.8μM.酸枣仁皂甙A能进一步加强三氟啦嗪(TFP)所诱导的D-CaM荧光增强.这结果暗示,它不与TFP竞l争CaM上相同的结合位点.     

自旋标记钙调蛋白与酸枣仁皂甙A相互作用研究

中草药有效成份酸枣仁皂甙A是钙调蛋白CaM的一种天然非竞争性拮抗剂。利用氮氧自由基马来酰亚胺衍生物标记CaM研究了二者的相互作用。结果表明,每分子CaM至少可以结合二个分子的酸枣仁皂钙A,二者的作用影响CaM上Lys残基主要是75,94)的环境,推测酸枣仁皂钙A是通过疏水作用结合到CaM分子两端的疏水沟区。通过比较三氟拉嗪TFP与酸枣仁皂甙A的结构特点,抑制性质与结合位点,提出了CaM调节环核苷酸磷酸二酯酶PDE的模式。     

三尖杉酯碱诱导的HL-60细胞凋亡的钙调节

三尖杉酯碱 (harringtonine ,HT)是一种对急性粒细胞白血病、急性单核细胞白血病有良好疗效的抗癌药物 ,可在很宽的剂量范围内迅速诱导HL -6 0细胞凋亡 .细胞外钙离子螯合剂EGTA不抑制抗癌药物HT、喜树碱 (campothecin ,CAM )诱导的-细胞凋亡 ;而细胞内Ca ²⁺螯合剂BAPTA AM却可抑制该过程 .与此相一致 ,HT和CAM也不能诱导胞内Ca ²⁺已排空的HL -6 0细胞凋亡 ,说明HT ,CAM诱导的HL- 6 0细胞凋亡依赖于胞内Ca ²⁺但是HT ,CAM诱导HL -6 0细胞凋亡过程中胞内自由Ca ²⁺浓度变化不大 .利用视频反差增强显微术 (videoenhance mentcontrastmicroscopy ,VEC)研究了单个HL- 6 0细胞凋亡过程中胞内Ca ²⁺分布的动态变化 ,结果表明HT诱导HL -6 0细胞凋亡过程存在胞内Ca ²⁺由胞质向核的位移 .     

Ca2+-CaM对过氧化氢诱导玉米幼苗耐冷性的影响

H2O2预处理可提高玉米幼苗的耐冷性及其体内钙调素(CaM)活性。阻断胞内Ca2 库的动员(钌红处理)、降低细胞中Ca2 水平(EGTA处理)及抑制CaM活性(TFP和CPZ处理)均可完全消除H2O2诱导的玉米幼苗的耐冷性。阻止胞外Ca2 跨膜进入胞内(La3 处理)并不抑制、甚至还能轻微地提高H2O2诱导的耐冷性。高Ca2 (20mmol.L^-1)处理削弱H2O2诱导的耐冷性。这些结果表明,CaM及胞内Ca2 库在H2O2诱导的玉米幼苗耐冷性的形成过程中起重要作用,而质外体中高浓度Ca2 和跨膜进入胞内会削弱H2O2诱导的耐冷性。     

磷酸化和脱磷酸化对牛脑63kD环核苷酸磷酸二酯酶同工酶活性的调节

本文报道了CaM依赖性磷酸化和脱磷酸化对牛脑63kD PDE同工酶活性的调节作用。实验结果如下:(1)在存在Ca²⁺和CaM时,提纯的牛脑Ca²⁺/CaM-PK Ⅱ能催化牛脑63kD PDE同工酶磷酸化。最大磷酸参入量是1mol/mo1亚基;(2)在Ni²⁺和CaM存在时,提纯的牛脑钙调神经磷酸酶能催化磷酸化型63kDPDE同工酶脱磷酸化;(3)CaH²⁺对磷酸化型63kD PDE同工酶的半激活浓度(AC₅₀)高于非磷酸化型。     

大鼠前脂细胞质膜Na+/H+交换同时参与细胞的增殖和分化

以原代培养的大鼠前脂细胞为模型 ,以 2′ ,7′ bis ( 2 carboxyethyl) 5 ( 6 ) carboxyfluorescein (BCECF)作为检测胞内pH(pHi)的荧光探针 ,测定不同生长因子刺激下胞内pH的变化 ,证明大鼠肾周前脂细胞质膜存在Na⁺/H⁺交换活性 ,胎牛血清(FCS)能快速激活Na⁺/H⁺交换 ,导致pHi升高 (约 0 .2pH单位 ) ,并引起DNA合成 .Ethyl isopropyl amiloride (EIPA)抑制Na⁺/H⁺交换与DNA合成 .在无血清条件下 ,胰岛素不刺激DNA合成但引起细胞分化 ,表现为胞内脂滴积累和 3 磷酸 甘油脱氢酶(G₃ PDH酶 )活性增强 ,同时激活Na⁺/H⁺交换活性导致pHi升高 ;EIPA既抑制胰岛素对Na⁺/H⁺交换的激活 ,也抑制G₃ PDH酶活性增强 .结果证明 :Na⁺/H⁺交换的激活不仅与大鼠前脂细胞增殖相关 ,同时也是细胞分化的早期事件 .     

钙调素及其结合蛋白BP-10对类囊体膜蛋白磷酸化的作用

报道光诱导的内源类囊体膜蛋白的磷酸化可被一种新的植物钙调素(Calmodulin ,CaM )结合蛋白BP 1 0 (CaMBP -1 0 )显著抑制 ,并且抑制作用能被外加CaM消除 .同时 ,此磷酸化反应也可被EGTA和CaM拮抗剂TFP(trifluoperazine)及W 7(N ( 6 aminohexyl) -5- chloro -1 naphthalenesulfonamide)抑制 .提示 :( 1 )Ca ²⁺和CaM可能参与并调节植物光合作用 ;( 2 )催化类囊体膜蛋白磷酸化的激酶可能受Ca ²⁺和CaM调控 .进一步实验表明BP -1 0对类囊体膜蛋白的脱磷酸化作用无任何影响 .     

丁酸钠对人胃癌和食道癌细胞的生物学效应

5mM丁酸钠可使人胃癌MGc803细胞形态发生改变,细胞变长,出现胞浆突起,趋向于成纤维细胞形态的变化,使食道癌ECa109细胞的核/质比下降。同时能抑制细胞增殖,使细胞生长率下降,丁酸钠对细胞增殖的抑制作用是随其浓度的增加而增强的,具有剂量依赖关系。丁酸钠可促进人胃癌MGc803细胞胞质中微管和食道癌ECa109细胞内中等纤维的组装,这种变化对丁酸钠处理后细胞形态的改变有关。丁酸钠可使细胞阻断于G_1期。??对3’,5’-cAMP—PDE(cAMP-磷酸二酯酶)活力具有强的抑制作用,并提高细胞内cAMP水平,从而抑制细胞增殖。这些结果表明丁酸钠对人胃癌MGc803和食道癌ECa109细胞具有一定的诱导分化作用。     

钙调素（CaM）在中体上的分布及参与胞质分裂的调控

钙调素(CaM)是细胞内Ca^2 的主要受体,在细胞增殖、分化、凋亡、迁移等过程中都发挥着重要的调控作用。采用GFP标记技术,我们观察了GFP—CaM在胞质分裂期HeLa细胞中的动态分布,发现在胞质分裂后期,GFP—CaM与中体紧密相连。抑制CaM的活性会阻止中体的解聚。进一步观察发现,CaM与γ-微管蛋白共分布在中体两侧,抑制CaM活性也会引起中体γ-微管蛋白解离的延迟。本实验结果说明分布在中体上的CaM很可能通过影响中体微管的稳定,参与调控胞质分裂的完成。     

钙调素(CaM)在中体上的分布及参与胞质分裂的调控

钙调素(CaM)是细胞内Ca~(2+)的主要受体,在细胞增殖、分化、凋亡、迁移等过程中都发挥着重要的调控作用。采用GFP标记技术,我们观察了GFP-CaM在胞质分裂期HeLa细胞中的动态分布,发现在胞质分裂后期,GFP-CaM与中体紧密相连。抑制CaM的活性会阻止中体的解聚。进一步观察发现,CaM与γ-微管蛋白共分布在中体两侧,抑制CaM活性也会引起中体γ-微管蛋白解离的延迟。本实验结果说明分布在中体上的CaM很可能通过影响中体微管的稳定,参与调控胞质分裂的完成。     

外源钙调素对粟酒裂殖酵母细胞增殖的影响

外源钙调素（CaM）对粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomycespombe）细胞增殖的影响。实验结果表明外源CaM能明显抑制粟酒裂殖酵母细胞的增殖,其作用方式是延长了粟酒裂殖酵母细胞生长的延滞期。抗粟酒裂殖酵母CaM抗体、TFP及Phenyl-SepharoseCL－4B能降低CaM对细胞生长的抑制作用,而Ca2+及Ca2+螫合剂EGTA对CaM的抑制作用均无影响。以上结果提示,外源CaM对粟酒裂殖酵母细胞增殖的抑制作用可能是由于胞外CaM激活了细胞膜上的Ca2+泵,使胞内Ca2+浓度降低所致。     

乌头碱对依赖钙调蛋白的环核苷酸磷酸二酯酶的拮抗作用

钙调蛋白(CaM)是生物体中一种多功能调节蛋白。已发现多种药物如吩噻嗪、局部麻醉剂、Ca~(2+)通道阻断剂、化合物48/80、长春花生物碱以及粉防己碱和小檗胺等都对CaM有拮抗作用,抑制CaM活化的环核苷酸磷酸二酯酶(PDE)、红细胞膜Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase等的活性。但是上述药物中,除后三种外,其余的多为合成药。为了进一步从分子水平上探     

钙调蛋白结合蛋白及其磷酸化对癌细胞迁移能力的影响研究

轻链钙调蛋白结合蛋白(light-chain caldesmon,l-CaD)是一种肌动蛋白结合蛋白,它通过与肌动蛋白结合而稳定胞内微丝结构,在磷酸化作用下则能从微丝上脱离.在众多非转移性癌细胞以及永生化的正常细胞系中,l-CaD的表达量很低甚至没有,但在高迁移活性的转移性癌细胞中,l-CaD表达量显著上升,因此l-CaD可能是维持转移性癌细胞高迁移能力的重要因素.为了探索l-CaD如何调节转移性癌细胞迁移活性及其所处地位,以人源转移性乳腺癌细胞MDAMB-231作为载体,一方面,在胞内高表达外源野生型l-CaD及其磷酸化突变株,干扰胞内l-CaD的磷酸化进程,从而考察l-CaD磷酸化对细胞迁移的调节,另一方面,利用siRNA技术,抑制l-CaD在MDAMB-231细胞内的表达量,检测l-CaD对转移性癌细胞迁移活性的总体影响.通过细胞骨架荧光染色、细胞迁移小室、单细胞层次上的牵张力测定以及细胞基底脱黏附能力测定,结果显示:a.阻断MDAMB-231胞内l-CaD的磷酸化进程将显著抑制细胞的迁移能力,细胞骨架调整受阻,基底牵张力增加,细胞基底脱附能力下降;b.l-CaD表达抑制的MDAMB-231细胞失去了完...     

重复膜片钳法研究MPP+对神经元钙电流作用

细胞膜片钳技术是研究膜离子通道的有效方法.在单个细胞上反复形成多次全细胞构型从而在同一细胞上观察某些药物的长时间作用对于通道膜电流的影响.利用全细胞构型下胞浆与电极内液的连通可以方便地向胞内引入药物.以此法研究MPP⁺多巴胺能神经瘤细胞(MN9D)的毒性作用表明MPP⁺导致细胞电压依赖性钙电流(I_Ca)显著下降;MPP⁺作用1 h以内高去极化电压较低去极化电压诱发的钙电流先受MPP⁺影响而下降; MPP⁺对未分化细胞的钙电流无显著作用(n=3).