TRP离子通道在干细胞中的表达及功能的研究进展

瞬时受体电位(transient receptor potential,TRP)离子通道是一组位于细胞膜上、可感受多种物理及化学刺激的非选择性阳离子通透性蛋白,可参与机体温觉、味觉、听觉和渗透压感受等重要的生命活动.最近研究表明,该类阳离子通道除参与机体感觉功能外,还表达于不同的干细胞中,参与调控干细胞的生物学过程.这...     

味觉感受细胞离子通道和动作电位的建模与仿真

结合膜片钳测量的味觉感受细胞离子通道实验数据,提出了一个哺乳动物味觉感受细胞动作电位的数学模型.首先,建立了味觉感受细胞的电压门控Na＋通道和外向延迟整流K＋通道的模型,在此基础上建立了味觉感受细胞的单细胞计算模型.其次,仿真研究了味觉感受细胞在电刺激和酸味刺激下产生的动作电位,以及离子通道动力学特性对其的影响.该模型对于研究味觉感受细胞在味觉物质刺激下产生的动作电位及其离子通道的工作机制,以及味觉信息在外周神经的传递和信息编码具有指导意义。     

神经系统内机械敏感性TRP通道与疼痛

瞬时感受器电位(transient receptor potential,TRP)离子通道超家族是一类在生物体内分布广泛,能通透钙离子的非选择性阳离子通道。研究表明部分TRP通道能感受内、外环境中多种形式的机械刺激,在细胞机械信号转导过程中发挥重要作用,属于机械敏感性离子通道。越来越多的研究发现,机械敏感性TRP通道参与了痛觉的维持和发展。本文就神经系统内机械敏感性TRP通道及其在痛觉研究中的进展进行综述。     

动物的听觉感受器

对声音的感觉是听觉最广义的定义。在生物进化的过程中 ,生物对声波振动的感觉逐步形成了专一的听觉感受器官。动物界中只有昆虫和脊椎动物具有听觉功能。听觉在很多方面都起着重要的作用 ,例如逃避捕食者、寻觅配偶和相互交流等 ,对人类来说听觉是语言发展的关键。现存的感受器官大体上分为以下几种类型。1　感触毛 (听觉毛 )在直翅目昆虫尾须上及鳞翅目幼虫身体上 ,有很多特殊的刚毛———感触毛 ,刚毛基部有关节腹 ,下联感觉细胞及感觉神经元 ,这套装置除了感受机械刺激外 ,还能感受低频率的音波及气流所给予的压力。这类听觉感受器与感…     

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。     

组织酸化参与外周痛觉传递的离子通道机制

组织酸化可以导致痛觉的产生.初级感觉神经元可以通过离子通道来感受外周的组织酸化.已鉴定了几个离子通道家族可能参与了外周组织酸化的感受：a.酸敏感离子通道(ASICs)是可以被酸直接门控的阳离子通道;b.辣椒素受体(VR1)可被酸敏化,同时可被pH＜6.0直接激活;c.P2X2和P2X2/3受体通道反应被酸上调;d.TwIK相关的酸感受钾通道（TASK）是被酸关闭的双孔内向整流钾通道.这些通道被酸所调控的共同结果就是提高了神经元的兴奋性.因此,它们在介导了组织酸化所诱导的痛觉感受和传递中具有重要作用.     

机械敏感离子通道Piezo1在心血管系统中的作用

机械敏感离子通道(mechanosensitive ion channels, MSC)是一类受机械压力影响而产生兴奋电信号的离子通道,广泛分布于生物各组织器官中,参与生物体内的多种生理过程。最近在哺乳动物体内发现了一种新型的MSC蛋白Piezo1,它与其他MSC蛋白不具有同源性,在细胞感应机械应力的过程中发挥着重要作用。大量研究结果表明,Piezo1在动脉血压的控制、红细胞体积的改变、心脏相关因子的分泌等生理过程中扮演了重要角色,与心血管系统关系密切。在哺乳动物心血管系统中,心脏、动脉血管、毛细微血管和红细胞等都可感受来自细胞外环境机械应力刺激,而Piezo1将机械应力转化为生物电信号,进而影响后续的生理过程。本文介绍了Piezo1在心血管系统中的作用,并总结Piezo1蛋白的具体作用机制及其差异,以期为进一步的研究提供有益参考。     

力信号转导的基本元件：机械力敏感离子通道的研究进展

对力的感知和响应是生命的特征之一,其分子机制一直是生命科学中最引人入胜、最富挑战性的系列问题之一。近年来人们发现,机械力敏感离子通道在细胞感知和响应机械力信号的过程中扮演了"哨兵"的重要角色。越来越多的离子通道被发现能够被机械力激活,从而开启下游的信号通路。其中,MscL和MscS是原核生物中研究最早、最深入的两种离子通道;在真核生物中,Piezo1和Piezo2两种离子通道因为其独特的曲率结构和在哺乳动物各种生理过程中的重要作用而逐渐成为研究的热点。该文主要对以上四种离子通道的研究历史、结构、门控机制以及潜在应用进行综述。     

NMDA受体与鸣禽鸣唱学习记忆

N-2-甲基-D-天冬氨酸(N-methy-2-D-asparticacid,NMDA)受体,是一种分布在突触后膜上的离子通道蛋白,受突触电压和神经递质(如谷氨酸、甘氨酸、NMDA等)的双重调控,是参与学习与记忆过程的关键物质.鸣禽的鸣唱是一种习得性行为,是在特定的学习敏感期依赖听觉经验完成的.对近年来鸣禽NMDA受体与鸣禽鸣唱学习的研究进展进行了综述.     

大鼠下丘培养神经元上NMDA与GABAA受体之间的交互作用

在中枢神经系统中,不同类型的神经元的离子通道往往是通过相互作用而非独立地发挥其功能的,例如,激活一种通道能够抑制或增强另一种通道的功能.N-甲基-D-门冬氨酸受体(NMDA受体)和γ-氨基丁酸A型受体(GABAA受体)分别是中枢神经系统中重要的兴奋性和抑制性的受体.目前,在中枢神经系统中,尤其是在中枢听觉系统中,关于这...     

离子通道受其辅助亚基及外源性毒素调控的作用机制

离子通道是一类位于细胞膜上的跨膜蛋白,可以在电压、配体结合或机械力的作用下开放或关闭,并允许特定离子通过其跨膜孔道进出细胞.辅助亚基是一类单次跨膜或两次跨膜蛋白,可以与离子通道α亚基相互作用,改变其膜上表达量、电导特性等,同时会影响通道对药物的敏感性.动物毒素是一类含二硫键的多肽,可以选择性结合到离子通道特定位点上,产生抑制激活、延缓失活或异常开放等不同通道特性的改变.本文就近年来本实验室在离子通道受其辅助亚基及外源性毒素调控的作用机制研究方面的进展进行简要综述.     

离子通道亚型与其基因共表达的关联研究

离子通道亚型与其基因共表达的关联对研究离子通道功能有重要意义。文章采用主成分分析和模糊C-均值聚类算法对数据进行分析, 将方法应用到人类和小鼠两套表达谱数据, 结果发现离子通道亚型中钾离子通道、钙离子通道、氯离子通道和受体激活型离子通道的表达谱聚类结果与生物学分类有较好的一致性, 体现了离子通道亚型在mRNA水平上的共表达, 并证实了通过离子通道表达谱能很好的对离子通道的功能亚型进行分类。     

听觉中枢神经元对声信号的识别和处理

人类听觉的基本特性和机制与其他哺乳动物相似,因此,利用动物所作的听觉研究和获得的结果,有助于认识人类自身的听觉.围绕听觉中枢神经元对不同模式的声信号的识别和处理,简要综述了这方面的研究.声信号和声模式识别在听觉中枢对声信号的感受和加工中具有重要意义.听神经元作为声模式识别的结构和功能基础,对不同的声刺激模式产生不同反应,甚至是在同一声刺激模式下,改变其中的某个声参数,神经元的反应也会发生相应改变,而其反应的特性和机制均需要更多研究来解答.另外,声信号作为声信息的载体,不同的声信息寓于不同的声参数和声特征之中,研究发现,听觉中枢神经元存在相应的声信息甄别和选择的神经基础,能对动态变化的声频率、幅度和时程等进行反应和编码,并且,在不同种类动物上获得的研究结果极为相似,表明听觉中枢对不同声信号和声刺激模式的识别、分析和加工,具有共同性和普遍性.     

植物环核苷酸门控离子通道基因的功能及其调控

环核苷酸(cAMP/cGMP)是生命体重要的信号分子,环核苷酸门控离子通道(CNGC)是环核苷酸主要的受体之一,目前已在植物中克隆并鉴定了多个环核苷酸门控离子通道基因,它们参与调控植物的生长、发育以及抗病等反应.这些通道既可通过一价阳离子,也可通过二价阳离子,其活性受Ca2+/Calmodulin调控.本文概括了近年来植物环核苷酸门控离子通道(CNGC)基因的克隆、植物CNGC对离子的选择特性、CNGC的生物学功能与调控等方面的研究进展.     

动物听觉器官的进化

在系统进化的过程中 ,动物对声波振动的感觉逐步形成了专一的听觉感受器官。听觉器官最早出现于无脊椎动物的节肢动物 ,但节肢动物听觉感受器与感受触觉器没有明显的界限。随着生活环境的改变 ,水生的鱼类出现了内耳 ,在从水栖到陆栖的过渡中出现了中耳 ,内耳也逐渐复杂化形成了原始的基底膜 ,鸟类和哺乳动物的听觉器官达到了发育的最高点 ,也是所有感觉器官中最为复杂的器官之一。听觉在很多方面都起着重要的作用 ,例如逃避捕食者、寻觅配偶和相互交流等 ,对人类来说听觉是语言发展的关键。1　无脊椎动物的听感觉器官无脊椎动物中只有节肢…     

脆性X综合征FMRP缺失对离子通道的异常调控

脆性X综合征(FXS)由脆性X智力低下蛋白FMRP表达降低甚至完全缺失引起,是最常见的遗传性智力缺陷综合征和孤独症谱系障碍的单基因致病因素。FMRP不仅可与离子通道mRNA结合,如电压门控钾通道(Kv3.1和Kv4.2)等,还直接与多个离子通道作用,如钠激活钾通道(Slack)等。FMRP的缺失导致神经元离子通道表达异常和功能失调,在不同的脑区和不同的神经细胞类型中引起特定的离子稳态失衡、膜电位改变和兴奋性失常,导致神经环路过度兴奋。现就FMRP缺失对不同离子通道的异常调控及其研究进展进行综述。     

酸敏感离子通道研究进展

组织酸化是生理和病理下常见的现象.神经元可以通过酸敏感的离子通道（ASICs）来感受细胞周围的pH值的降低.ASICs属于NaC/DEG家族的一个成员.目前,已发现了6个ASICs亚基,它们在外周和中枢神经系统中广泛表达,其同聚体和异聚体通道有着各种不同的电生理学特性.ASICs在机体感觉尤其是痛觉中起着至关重要的作用.     

疼痛心理的奥秘

我们每个人都有过疼痛的体验;然而,疼痛却是一种不同于一般感觉形式(如听觉、视觉、嗅觉、味觉和触觉)的极其复杂的感觉和反应。比如,痛觉没有象声音对于听觉、光线对于视觉那样的适宜刺激。电、机械、极冷、极热及许多化学物质等,只要能够使人体组织发生损伤的能量形式都可以致痛。疼痛通常又是与不愉快的情绪和逃避行为相联系的;而不象听、视觉等,可与愉快和不     

溶酶体膜上的离子通道

溶酶体是真核细胞中广泛存在的一种囊泡状细胞器,其内部含有多种酸性水解酶,是细胞降解生物大分子的主要位点.在溶酶体膜上也存在多种不同类型的蛋白质,包括离子通道、转运体、结构蛋白、酶等,其中离子通道蛋白由于他们在溶酶体离子动态平衡和跨膜转运、溶酶体膜电位和pH以及细胞营养代谢水平的调控中的重要作用,受到越来越多的关注,多种溶酶体离子通道也被相继鉴定出来.本文简要综述了近年来关于不同类型溶酶体膜离子通道蛋白的研究工作,阐述这些离子通道的特性、功能调控和在溶酶体生理活动中的作用.     

神经节内板状末梢是豚鼠食道迷走传入神经末梢的机械敏感性受体

电生理学研究发现迷走传入神经在胃肠道的特有结构——神经节内板状末梢(intraganglionic laminar endings,IGLEs)具有感受机械刺激的功能,推断其为迷走神经机械敏感性受体。但是电生理学方法不能将IGLEs的特异结构与其感受机械刺激的功能同时显示出来,而且IGLEs作为机械敏感性受体,其传导机械刺激的机制尚不清楚。本研究应用活性依赖性荧光染料 FM1-43结合牵拉刺激豚鼠食道显示激活的IGLEs结构,以期观察IGLEs是否对机械刺激敏感。同时用多种药物阻断或促进豚鼠食道IGLEs的激活以探讨IGLEs传导机械刺激的机制。应用神经顺行标记技术以验证FM1-43显示的特异结构是否为IGLEs。结果表明,牵拉刺激结合FM1-43染色显示的结构与神经顺行标记法一致,牵拉刺激组激活的IGLEs数目明显多于未牵拉组 [(90．4±9．5)％vs(10．7±2．1)％,P<0．05]。IGLEs对牵拉刺激的敏感性,表明IGLEs是迷走传入神经在胃肠道内感受机械刺激的受体。TTX,阿托品和钙离子对牵拉刺激激活IGLEs无明显影响,表明IGLEs对机械刺激的传导不需要神经递质以及动作电位的传导,而是直接通过机械门控离子通道实现的。多种TRP通道阻断剂包括SKF,gadolinium对IGLEs的激活无影响,而上皮钠离子通道阻断剂benzamil可以明显阻断IGLEs的激活,因此推断,IGLEs结构中传导机械刺激的离子通道可能属于上皮钠离子通道家族而非电压门控钠离子通道或TRP通道。