钙通道与钙释放通道

1.Ca~(2+)的重要生理作用胞内游离钙浓度([Ca~(2+)])的变化调节着细胞的代谢、基因表达等细胞共有的活动,以及始动兴奋、收缩或出胞分泌以及激活和失活离子通道等细胞不同的反应。[Ca~(2+)]的升高主要依赖于胞外钙经质膜上的钙通道内流或/和胞内储存钙的释放。释放的内钙也是藉细胞器膜的钙释放通道进入胞浆。可见通道启闭活动的正常是维持[Ca~(2+)]正常的一个重要保证。2.离子通道及其分类离子通道是贯穿于质膜或细胞器膜的大分子蛋白质,其中央形成能通过离子的亲水性孔道(pores)。离子的跨膜转运是通过膜上通道蛋白的功能来完     

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。     

膜脂物理属性及化学成分对BKCa钾离子通道的调节作用

大电导钙激活电压门控型钾离子通道(BKCa通道)广泛分布于各种组织中,主要由胞内钙离子浓度增加和细胞膜去极化而激活.此外多种膜脂,如脂肪酸、胆固醇、鞘糖脂等可修饰该通道的功能.该通道参与细胞内信号转导、细胞的兴奋及代谢调节等多种生理过程,其功能异常牵涉到特发性癫痫、高血压等疾病的发生.因而对BKCa通道功能的调节作用的研究具有重要的生理学及病理学意义.文章将主要介绍膜脂对BKCa通道功能的调节作用.     

钙激活氯通道电生理特性及调节机制

钙激活氯通道(Calcium-activated Chloride Channels,CaCC)在许多生理过程中起着重要作用,如分泌蛋白及盐的跨上皮转运、神经元兴奋、平滑肌生理特性的维持、卵母细胞受精和心脏动作电位的复极化等.CaCC电生理特性较复杂,其全细胞电流随胞内钙离子浓度和刺激电压的不同而表现出不同整流特性和时间电压依赖性,不同组织的单通道电导有很大差异,大小介于1～70pS.CaCC可被NFA、9-AC、DPC、DIDS所阻断.目前CaCC通道蛋白的分子结构还不清楚,已克隆的两种蛋白家族CLCA和Bestrophin可作为其候选分子.本文综述了CaCC的电生理特性、调节机制、分子结构和生理功能.     

TRPV4通道与脑缺血再灌注损伤的研究进展

香草素受体4型瞬时感受器电位通道(transient receptor potential vanilloid 4 channel,TRPV4通道)是瞬时感受器电位通道家族成员之一。TRPV4通道是一种对钙离子具有选择通透性的阳离子通道,该通道激活后可以引起胞内钙离子浓度升高,进而参与调节机体多种生理或病理过程。现已证明,TRPV4通道可能在脑缺血再灌注所致的神经损伤中发挥重要作用。本文对近年来有关TRPV4通道与脑缺血再灌注损伤方面的研究进展予以综述。     

胰岛β细胞Na+通道的研究进展

Na+通道存在于胰腺胰岛β细胞上;相对其它可兴奋细胞上的Na+通道,有其特殊的生理特性和功能.研究发现β细胞上的Na+通道影响了β细胞的动作电位,并可能参与胰岛素的分泌调节.但是目前对于Na+通道在β细胞上的功能还存在着很大的争议.随着新的研究技术的发展,有必要为目前对β细胞Na+通道的研究进行综述,这对于进一步研究β细胞上Na+通道的功能具有重要的指导意义.     

胰岛β细胞中钠通道对胰岛素分泌的作用

胰岛β细胞是典型的兴奋性内分泌细胞,能响应机体葡萄糖水平的升高而分泌胰岛素,其功能受损会导致胰岛素分泌异常,进而引发多种疾病的发生,尤其与糖尿病(diabetes mellitus,DM)的发生密切相关。近年来对胰岛素分泌及调控过程的研究受到越来越广泛的关注,尤其在胰岛素分泌相关的离子通道——钾离子、钙离子通道方面,取得了重要进展,但对钠通道研究较少。钠通道是广泛分布于细胞膜上、亚型众多的一类离子通道,它们通过参与动作电位形成、物质运输和胞间通讯等过程影响细胞的多种生理功能。在此,对胰岛β细胞上钠通道的种类、生理特性、功能等方面的研究进展进行综述,从而为后续胰岛β细胞钠通道的相关研究提供新思路。     

细胞松弛素B和鬼笔环肽对梨花粉管钙离子浓度和尖端钙离子通道的影响

应用激光共聚焦显微镜和全细胞膜片钳技术研究了微丝骨架解聚剂细胞松弛素B(CB)和稳定剂鬼笔环肽(PD)对梨花粉管细胞内钙离子浓度动态变化和尖端质膜上钙离子通道的影响。结果显示:CB处理能促进花粉管内胞质钙离子[Ca2+]i浓度增加,同时还能激活质膜上的钙离子通道;而PD处理对花粉管内[Ca2+]i浓度及钙离子通道几乎没有影响。研究表明,微丝骨架的解聚激活了花粉管质膜上的钙离子通道,使得胞外钙离子大量流入,胞内钙离子浓度升高,从而抑制花粉管生长。     

未成熟钠通道调控大鼠胚胎神经干细胞分化

钠通道在各类神经元上高表达,参与细胞多种生理功能的调节,是神经元实现功能活动的基本单位．未成熟神经元上钠/钙通道所诱发和自发的电位活动对后期的发育成熟至关重要．然而,发育中的钠通道是否参与神经干细胞(neural stem cells, NSCs)分化的调控尚不清楚．本研究证明,未成熟的钠通道参与NSCs分化调控．Western印迹结果显示,在分化第1,3,5,7 d的NSCs上钠通道和胞外信号调节激酶（ERK）的蛋白表达与分化时间正相关.免疫组化结果发现,与对照组比较,加入电压门控钠通道阻断剂TTX可明显下调NeuN、GFAP和Gal-c在NSCs中的表达（P＜0.05）,提示钠通道参与NSCs分化的调控.当采用veratridine激动钠通道后,激光共聚焦检测到细胞内Ca2+浓度明显升高,免疫组化和Western印迹结果显示细胞内Ca2+浓度明显升高,p-ERK表达量明显上调;相反,TTX可明显阻断Veratridine所引起的细胞内Ca2+浓度上调,并使p-ERK峰值明显降低和延后（P＜0.05）．研究结果表明,未成熟钠通道可通过激活ERK信号途径促进NSCs的分化．钠通道的这种作用可能是由钙离子介导的,其详尽机制有待进一步研究．     

封面故事

<正>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     

电压门控型钠离子通道参与调控巨噬细胞的生物学功能

电压门控型钠离子通道(voltage-gated sodium channels,VGSCs)在可兴奋细胞动作电位的产生和传导中发挥着非常重要的作用。最新研究表明,VGSCs在巨噬细胞内表达,并参与调控巨噬细胞的多种生物学功能,如吞噬、晚期内体酸化、伪足的形成、极化和抗病毒反应等。本文将针对VGSCs参与调控巨噬细胞的生物学功能及机制进行综述,以期为更深入地阐明VGSCs在免疫细胞中的功能奠定基础。     

双孔钾通道TASK-1 的研究进展

双孔钾离子通道是一种背景钾离子通道,广泛分布于各种兴奋和非兴奋细胞中,并具有许多重要的生理功能。TASK-1是双孔钾离子通道家族的重要一员,它对缺氧和细胞外酸化敏感,参与形成心肌动作电位平台期,调节呼吸、肺动脉平滑肌收缩和醛固酮的分泌,并且是麻醉剂的作用靶点,人们不断对其进行研究并取得了很多重要结果,本文将概述双孔钾通道TASK-1的研究进展。     

TRP通道与自噬相关性的探讨

TRP通道(Transient Receptor Potential,瞬时受体电位通道)是细胞内重要的Ca~(2+)调控通道,其在细胞内有着独特的分布及其能与其它钙离子传感元件特定地相互作用。TRP通道蛋白通过对Ca~(2+)的调控发挥调节细胞的多种生理活动,如自噬和凋亡等。其中细胞质膜或是细胞器膜上的这些钙离子通道开放后可提升胞质[Ca~(2+)]i,为自噬的启动提供Ca~(2+)。自噬启动的初衷是为了使细胞能够在缺氧、营养匮乏及病理因素等应激状态下降解细胞内某些细胞成分满足某些重要生理活动的物质需求,但有大量的研究显示过度的自噬可导致细胞发生与凋亡相关的细胞程序性死亡,因而TRP通道对自噬的调控作用与疾病的发生、发展紧密相连,如TRPML1(Transient Receptor Potential mucolipin-1)与IV型粘膜脂质沉积症相关。根据目前对TRP通道与自噬的研究结果来看,不同的TRP通道可通过不同的机制升高胞质[Ca~(2+)]i,这都与不同TRP通道蛋白在细胞内的特定分布有关,如TRPV(Transient receptor potential vanilloid)通道主要在细胞质膜或内质网膜上调控Ca~(2+),而TRPML则主要在溶酶体上发挥作用,但具体分子通路激活机制尚需进一步研究。     

内皮细胞电压门控钙离子通道及其功能研究进展

内皮细胞（endothelial cell,EC）作为不可兴奋细胞,早前通常被认为缺乏功能性电压门控钙离子通道（voltagegated calcium channel,VGCC）,如人脐静脉内皮细胞、牛肺动脉内皮细胞、牛主动脉内皮细胞等。随着膜片钳技术、荧光显微技术、聚合酶链式反应（PCR）技术的发展,越来越多的VGCC在各种内皮细胞中被发现,如人主动脉内皮细胞、大鼠主动脉内皮细胞、大鼠肺微血管内皮细胞等。目前对于VGCC存在与否主要有3种检测方法:利用膜片钳技术对离子通道电流的检测、利用荧光显微技术对胞内钙离子浓度变化的检测、利用PCR技术对离子通道基因或蛋白质表达的检测。内皮细胞不单单是血液和其他相邻组织细胞及基质蛋白间的物理屏障,更重要的是通过细胞膜上VGCC的开放和关闭对细胞和血管组织的生理变化产生显著的影响。一方面,VGCC对胞内钙离子浓度变化的影响,控制着一氧化氮（NO）等血管舒张因子的释放,调节血管张力的平衡。另一方面,作为钙离子内流重要途经的VGCC,经过Ras和MEK通路的诱导、磷酸化PI3K和Akt通路,影响内皮细胞迁移和增殖。此外,部分生理现象,如血管内压力产生...     

钙依赖型蛋白激酶调节保卫细胞膜内向钾离子通道的实验证据

保卫细胞内钙离子浓度的变化对气孔保卫细胞质膜上的内向钾离子通道活性有显著调节作用,而钾离子通道活性的变化可导致细胞渗透压的改变,进而调节气孔的开闭运动。然而,钙离子通过何种机制实现对钾离子通道的调节尚不清楚。作者利用膜片钳全细胞记录方法探讨了钙依赖型蛋白激酶（ＣＤＰＫ）是否参与了钙离子调节保卫细胞钾离子通道的信号转导过程。当胞内钙离子浓度为１．５μｍｏｌ／Ｌ时,保卫细胞全细胞内向钾电流被抑制约６０％;同时加入ＣＤＰＫ的底物组蛋白ⅢＳ或ＣＤＰＫ的底物竞争性抑制剂鱼精蛋白可完全逆转钙离子的作用;但在胞内同时加入纯化的ＣＤＰＫ蛋白则可进一步促进钙离子对保卫细胞内向钾电流的抑制。研究结果初步证明,ＣＤＰＫ介导了钙离子调节保卫细胞内向钾离子通道的信号转导过程     

TRPC6在肺部的生理与病理生理功能

经典瞬时受体电位(transient receptor potential canonical,TRPC)通道是一类非选择性钙离子通道,TRPC6是TRPC家族的成员之一,其基因编码的蛋白在人体脑、肾、肝和肺等多个器官均有表达。TRPC6不仅是肺中表达最丰富的TRPC通道,也是目前肺部疾病中研究最多的TRPC通道。TRPC6参与动物体内许多重要的生理和病理调节过程,TRPC6的基因突变或过表达可引起胞内钙离子信号通路异常,从而导致多种病理生理改变。肺部疾病的病理生理过程有多种细胞共同参与。TRPC6在不同的细胞中表达不同,表现的生理与病理生理功能则有差异。     

培养的大鼠三叉神经节细胞钙激活钾通道的氧化性调节

目的：研究氧化还原药物对三叉神经节细胞离子通道的调节作用。方法：采用全细胞膜片钳电生理方法,记录氧化还原药物对三叉神经节细胞大电导钙激活钾通道（BKca）的影响。结果：蛋氨酸特异性氧化剂chloramine-T（Ch—T）1mmol／L可轻微增加通道电流幅值,但该作用不能被半胱氨酸还原剂1,4-dithio-DL-threitol（DTT）所逆转。相反,半胱氨酸特异性氧化剂5,5’-dithio-bis（2-nitribenzoic acid）（DTNB）500μmol／L降低BKCa的电流幅值,此作用可被DTT 2mmol／L所逆转。结论：ROS通过氧化调节BKCa通道而参与三叉神经节细胞的功能调节,BKCa通道在氧化应激相关性生理、病理状态下起重要的调节作用。     

线粒体电压依赖性阴离子通道及其调控功能

电压依赖性阴离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)是存在于线粒体外膜上的31kDa膜蛋白,能在膜上形成亲水性通道,调控阴离子、阳离子、ATP以及其他代谢物进出线粒体,在调节细胞代谢、维持胞内钙稳态,调节细胞凋亡和坏死等过程中发挥重要功能。现就VDAC的结构、特性、活性调节及对细胞功能的调控作一综述。     

钾通道与自噬

K~+通道是广泛分布于细胞膜上、亚型众多的一类离子通道,它们通过参与静息电位形成、物质运输、酶活性和胞间通讯等过程影响细胞的多种生理功能。自噬是机体维持细胞内代谢平衡的一种重要机制,自噬的异常会导致多种疾病的发生和发展。新近文献报道,钾通道与细胞的自噬密切相关。本文简要综述了K~+通道调节自噬通路、自噬通量或自噬溶酶体形成等方面的研究进展,并探讨了K~+通道调控细胞自噬的生理学意义。     

阴离子通道参与了harpin_(Pss)诱导的烟草细胞早期防卫反应的信号传导

无论在harpin_(Pss)之前、同时、还是之后向烟草植株或悬浮培养系加阴离子通道的抑制剂DIDS(4,4’-diisothiocyanatostilbene-2,2’-disulfonic acid)或AgC(anthracene-9-carboxylic acid),都可以抑制harpin_(Pss)诱导的烟草植株过敏反应和悬浮细胞的活性氧的释放及胞外碱性化。DIDS和A9C还可以抑制harpin_(Pss)诱导的Ca~(2 )内流。而且DIDS的抑制效率比A9C高。推测质膜上的阴离子通道对钙离子通道有着正调节作用,harpin_(Pss)通过阴离子通道和钙离子通道介导的信号传导途径,调节胞内Ca~(2 )浓度,从而启动这些防卫反应。