钾离子通道在抑郁症治疗中的研究进展

抑郁症是一种由多种因素引起的情感障碍性疾病,其发病率呈现逐年上升趋势,严重危害人类的身心健康。当前抗抑郁药的治疗机制主要是以增加脑内5-羟色胺、去甲肾上腺素和多巴胺等单胺递质的浓度为主,但其存在抗抑郁响应率低、不良反应严重等缺点。因此,抑郁症治疗仍未满足临床需求。近年来越来越多的临床前研究和临床实验表明,钾离子通道开放剂或拮抗剂在抑郁症治疗中具有巨大潜力。该文重点综述了近年来钾离子通道中电压门控钾离子通道、双孔钾离子通道与抑郁症的相关研究进展,为新型抗抑郁药物的研发提供新的思路。

结肠运动与离子通道的研究进展

结肠运动障碍是导致肠道疾病的重要因素,且也常并发于其他器质性疾病。离子通道作为细胞膜上的一种跨膜受体蛋白,可介导离子被动流入/流出细胞,控制细胞质/细胞器内离子浓度、膜电位和细胞体积,是调控结肠运动的关键因素。文章围绕结肠运动与Ca^(2+)、Na^(+)、K^(+)、TRPV1离子通道关系进行综述,可能为高效治疗结肠疾病提供研究基础。

钾离子通道Eag1在肿瘤中的研究进展

Eag1(ether-à-go-go-1,又称Kv10.1、KCNH1)是电压门控钾离子(potassium,K+)通道KCNH基因家族成员,主要在中枢神经系统以及多种恶性肿瘤中表达,并在肿瘤的发生发展过程中起到重要的作用。研究Eag1的分布和作用机制对揭示其生理功能以及与病理机制具有十分重要的意义。该文综述了目前Eag1的生理和病理特性,Eag1与肿瘤发展演化的关系以及Eag1调节剂抗肿瘤应用的研究进展。

昆虫特异性表达的配体门控氯离子通道研究进展

昆虫体内配体门控氯离子通道(ligand-gated chloride channels,LGCCs)属于半胱氨酸环配体门控离子通道(cysteine loop ligand-gated ion channels,Cys-Loop LGICs)超家族,该超家族通道亚基结构最为显著的特点是N端胞外域有一个由间隔了13个氨基酸的两个半胱氨酸残基形成的半胱氨酸环(Cys-Loop)。昆虫特异性表达的LGCCs包括谷氨酸门控氯离子通道(glutamate-gated chloride channel,GluCl)、组胺门控氯离子通道(histamine-gated chloride channels,HACls)和pH敏感型氯离子通道(pH-sensitive chloride channels,pHCls),由于对GluCl研究较多,本文重点综述HACls和pHCls。HACls和pHCls目前仅发现于无脊椎动物体内,是开发高选择性新型杀虫剂的理想靶标,但目前仅发现大环内酯类杀虫剂能够与HACls和pHCls非特异性结合。昆虫体内一般有2条编码HACls的基因,而编码pHCls的基因有1~5条,且存在多种类型的可变剪切。HACls除了能被内源性激动剂组胺激活外,也能被高浓度γ-氨基丁酸激活;pHCls对pH值逐渐升高的溶液能够产生逐渐增大的电流,此外锌离子也能诱导其产生具有浓度依赖性的电流。HACls和pHCls都在昆虫体内发挥多种重要的生理功能,其中HACls参与昆虫对光、色彩和温度的感知;而pHCls与昆虫体液平衡、营养摄取和味觉感知等生理功能有关。本文综述了HACls和pHCls的发现、亚基组成、生理功能和药理学特性,可为开发靶向昆虫HACls和pHCls的新型高选择性杀虫剂提供靶标资源。

冷暴露对大鼠痛觉和感觉神经元中瞬时受体电位离子通道的影响

目的:探讨冷暴露对大鼠痛觉的影响及其对感觉神经元中瞬时受体电位(TRP)离子通道的调控机制,为阐明冷敏感性疼痛的生物学机制提供依据。方法:16只雌性SD大鼠分为对照组(n=8)和寒冷组(n=8)。对照组大鼠置于(24±2)℃环境中,寒冷组大鼠每日置于人工智能气候室内进行低温(4℃±1℃)刺激4 h,连续1周。采用Von Frey纤维丝检测2组大鼠机械缩足反射阈值(MWT),采用组织免疫荧光染色法观察2组大鼠背根神经节(DRG)组织中TRPA1、TRPM8、TRPV1和TRPV4表达水平,大鼠DRG组织中降钙素基因相关肽(CGRP)和P物质(SP)表达水平以及大鼠滑膜组织中TRPA1、TRPM8、TRPV1和TRPV4表达水平。结果:与对照组比较,寒冷组大鼠MWT明显降低(P<0.05),DRG组织中TRPA1和TRPM8表达水平明显升高(P<0.05),TRPV1表达水平明显降低(P<0.05),TRPV4表达水平差异无统计学意义(P>0.05),CGRP和SP表达水平明显升高(P<0.05)。与对照组比较,寒冷组大鼠滑膜组织中TRPA1表达水平明显升高(P<0.05),TRPM8、TRPV1和TRPV4表达水平明显降低(P<0.05)。结论:短期冷暴露可引起大鼠痛觉过敏,其机制可能与DRG和滑膜组织中TRP离子通道表达变化有关联。TRPA1感觉神经元在关节局部冷痛中起重要作用。

环核苷酸门控离子通道及其功能的研究进展

环核苷酸门控(CNG)离子通道是一种非选择性的四聚体阳离子通道,可以直接被细胞内信使小分子——环核苷酸活化,是钙离子进入细胞的主要通道之一。CNG通道蛋白由6种不同基因编码:4个A亚单位和2个B亚单位。CNG离子通道的活性可被钙离子/钙调素(Ca2+/CaM)及磷酸化或膜上磷酸肌醇作用调节,从而改变细胞内钙离子浓度,参与多种生物学功能的调控。自从在视杆细胞中发现CNG离子通道以来,经历了对其生理功能、克隆相关基因、理解调控方式、解析晶体结构和开发相关的基因治疗方法等研究过程,在视觉和嗅觉感觉神经元(OSNs)的信号转导中发挥着重要作用。现就CNG离子通道的功能、结构、调控机制及其与相关疾病关系等方面进行简要综述,以期为CNG离子通道相关疾病的治疗提供理论依据。

脓毒症心肌病与院外应用钙离子通道拮抗剂关系的研究进展

脓毒症心肌病(SCM)是脓毒症严重并发症之一,有较高的发病率,与非脓毒症心肌病患者相比住院死亡率更高。脓毒症心肌病发病机制目前认为与心肌抑制物、钙离子调控失调、NO合成失调、线粒体功能障碍和氧化应激、肾上腺受体等有关。钙离子失衡是脓毒症心肌病的发病机制之一,最近研究表明,院外使用钙离子通道拮抗剂(CCB)与脓毒症预后相关。本文主要针对SCM的发病机制、诊断以及院外CCB使用在脓毒症中的作用进行综述,旨在为SCM诊断、改善预后、治疗提供一定的思路。

离子通道在脑卒中的研究进展

脑卒中是一种严重而频繁的疾病,它不仅常常发生,而且有高度的复发率,使患者经常残疾,甚至死亡,威胁着人类生命健康的安全。尽管有关脑卒中发病原因的理解已有所突破,但由于它的"四高"特性,还需要走很长的路,深入研究其机制。在这个研究过程中,离子通道的作用不可或缺,被视为当今各种研究的焦点,包括瞬时受体电位(TRP)通道、水通道蛋白(AQP)、酸敏感离子通道(ASIC)等众多相关离子通道。这篇论文就要对近年来备受瞩目的离子通道进行一次全面的探讨和总结,希望能加强对脑卒中离子通道机制的研究,推动新药的研发工作。

胆碱能信号通路及离子通道介导精氨酸对结肠平滑肌收缩的促进作用

目的研究L-精氨酸对大鼠结肠收缩的影响,以阐明其对结肠动力的调节作用和机制。方法采用恒温机槽实验检测结肠平滑肌条自发性收缩活动的变化;采用全细胞膜片钳技术检测L-精氨酸干预前后结肠单个平滑肌细胞电压依赖的L-型钙离子通道(L-type voltage-dependent Ca^(2+)channels,VDCCs)电流和电压依赖钾离子通道(voltage-gated K^(+)channel,Kv)电流的变化。结果L-精氨酸(1 mmol·L^(-1))显著增强结肠纵行平滑肌(P<0.05)和环形平滑肌(P<0.01)自发性收缩活动,且该兴奋作用不被一氧化氮合酶抑制剂Nω-硝基-L-精氨酸(Nω-nitro-L-arginine,L-NNA)(1 mmol·L^(-1))阻断(P>0.05)。而且,河豚毒素(1μmol·L^(-1))和阿托品(1μmol·L^(-1))显著减弱L-精氨酸对结肠平滑肌条收缩的兴奋作用(P<0.05)。此外,L-精氨酸(1 mmol·L^(-1))增加VDCCs峰电流,降低Kv电流(P<0.01)。结论L-精氨酸对大鼠结肠收缩具有促进作用,该作用不依赖内源性NO,可能由碱能信号通路介导。此外,平滑肌细胞VDCCs和Kv通道也参与L-精氨酸对结肠动力的调节。

宫颈癌组织中机械敏感离子通道蛋白1表达变化及M1/M2型巨噬细胞浸润情况观察分析

目的观察宫颈癌组织中机械敏感离子通道蛋白1(Piezo-type mechanosensitive ion channel component 1,Piezo1)的表达变化及M1/M2型巨噬细胞浸润情况,探讨其可能作用机制。方法选择病理明确诊断为宫颈癌患者的宫颈癌组织35例份、子宫肌瘤或子宫腺肌瘤行子宫全切患者正常宫颈组织30例份,分别采用免疫组织化学染色法及Western Blotting法检测Piezo1。从TCGA宫颈癌RNA-seq数据库中,使用R软件通过CIBERSORT法分析不同Piezo1表达的宫颈癌组织22种免疫细胞浸润情况,利用GSEA 4.2.3软件筛选1NES1>1、P<0.05、FDR<0.25的Piezo1巨噬细胞相关信号通路。采用免疫组织化学染色法和Pearson相关性分析法分析Piezo1表达与宫颈癌组织M1/M2巨噬细胞浸润的相关性。结果与正常宫颈组织相比,宫颈癌组织Piezo1相对表达量高(P<0.05)。宫颈癌组织和正常宫颈组织中M1巨噬细胞浸润强度为7.70±1.31、7.17±2.05(P>0.05),M2巨噬细胞浸润强度分别为16.21±6.36、3.89±1.56(P<0.05)。Piezo1表达与宫颈癌组织M2型巨噬细胞浸润水平成正相关(r=0.8617,P<0.001)。与Piezo1低表达者相比,Piezo1高表达的宫颈癌组织M2型巨噬细胞比例高(P<0.01)。Piezo1与M2型巨噬细胞极化细胞相关信号通路主要有IL6/JAK/STAT3信号通路、TGF-β信号通路及TNF-α/NF-κB信号通路。结论Piezo1在宫颈癌组织中高表达、M2巨噬细胞浸润多。Piezo1可能通过激活宫颈癌组织IL6/JAK/STAT3信号通路、TGF-β信号通路和TNF-α/NF-κB信号通路,促进M2型巨噬细胞极化,参与宫颈癌的发生发展。

新型力学敏感性离子通道Piezo1在心脏纤维化中的研究进展

心脏纤维化参与各种心脏疾病发生发展进程,持续进展可导致心脏结构重塑和功能障碍,增加心血管疾病的死亡风险。新型的力学敏感性离子通道Piezo1可将精细的力传感器与调节Ca^(2+)内流结合起来,参与细胞的力学转导,从而调控细胞生物功能,开辟了细胞力学转导研究的新领域。近年来研究表明,心肌损伤后发生的生物力学改变,可诱导心脏细胞中Piezo1表达上调并介导钙稳态失衡,在心脏纤维化正反馈环路中扮演着重要角色。本文对Peizo1参与调控心脏纤维化的理论基础及相关研究进行综述,并对Piezo1通道有望成为抗纤维化治疗的新靶点进行讨论,以期为心脏纤维化的防治提供新的研究视野。

多囊蛋白2离子通道功能及在常染色体显性多囊肾发病中的作用机制

多囊蛋白2 (polycystin-2,PC2,或称TRPP2,PKD2)是一种瞬时受体电位通道(transient receptor potential channel,TRP),在维持细胞正常的Ca~(2+)信号传导中起着关键作用,也是最常见的单基因常染色体显性遗传多囊肾病(transient receptor potential channel,ADPKD)的潜在病因之一。PC2可自身组装为同源四聚体离子通道或与其他蛋白质形成异源受体-离子通道复合物,参与调节机械感觉、细胞极性、细胞增殖和凋亡等多种生理功能,导致囊性细胞从正常的吸收、静止状态转变为病理性分泌、增殖状态。本文阐述了PC2蛋白相关结构域以及通道特性在维持细胞内Ca~(2+)信号传导中的关键作用,并总结了PC2在细胞膜、纤毛、内质网以及线粒体等特定亚细胞定位形成多囊蛋白复合物,参与多种细胞分化、增殖、存活和凋亡相关信号通路,为确定特异性的有效的ADPKD干预治疗途径和靶点药物提供新的思考方向。

动态心电图参数、微小RNA-187-5p、嘌呤能离子通道型受体7与急性心肌梗死患者并发主要不良心血管事件的相关性

目的分析动态心电图参数、微小RNA-187-5p(miR-187-5p)、嘌呤能离子通道型受体7(P2X7R)与急性心肌梗死(AMI)患者并发主要不良心血管事件(MACE)的相关性。方法选取2020年9月至2022年9月河北北方学院附属第一医院收治的142例AMI患者为观察组,同时选取在河北北方学院附属第一医院进行体检的130例健康志愿者为对照组。根据是否并发MACE将观察组患者分为无MACE组(未并发MACE,96例)和MACE组(并发MACE,46例)。比较分析对照组与观察组患者的动态心电图参数、miR-187-5p、P2X7R以及MACE组与无MACE组患者的临床特征。采用多因素logistic回归方法分析AMI患者并发MACE的影响因素。结果观察组患者的QT离散度(QTd)、校正QT间期离散度、震荡初始、P2X7R均高于对照组,NN间期标准差(SDNN)、震荡斜率、miR-187-5p均低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。MACE组患者的合并高血压比例、QTd、P2X7R均高于无MACE组,SDNN、miR-187-5p均低于无MACE组,差异均有统计学意义(P<0.05)。多因素logistic回归分析结果显示,QTd、P2X7R均为AMI患者并发MACE的独立危险因素(P<0.05),SDNN、miR-187-5p均为AMI患者并发MACE的独立保护因素(P<0.05)。结论AMI患者的QTd、P2X7R、SDNN、miR-187-5p均与MACE的发生显著相关。

机械敏感性离子通道Piezo在消化系统疾病中的作用

Piezo蛋白是一种非选择性机械敏感性阳离子通道,能够响应压力、剪切应力等机械刺激,将机械信号转化为胞内的生物电活动,引起特定的生物学效应。在消化系统中,Piezo有助于维持消化吸收、物质代谢和免疫调节等正常生理活动,但Piezo的异常状态能够促进内脏高敏感、肠黏膜屏障功能障碍、免疫炎症等多个病理环节,参与消化系统疾病的发生发展。故本文对Piezo蛋白的结构、生理特性,及其在消化系统肿瘤、炎性疾病、纤维化疾病和功能性疾病中的作用进行综述,以期为消化系统疾病的机制研究和潜在治疗靶点的探索提供新的思路。

沉默钙离子通道相关基因CACNA1A对人骨肉瘤细胞增殖、侵袭、迁移能力的影响

目的:探讨沉默钙离子(Ca^(2+))通道相关基因CACNA1A对骨肉瘤(OS)细胞增殖、侵袭、迁移能力的影响。方法:采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测CACNA1A在临床OS患者瘤组织及其瘤旁组织中的表达。比较成骨细胞(hFOB1.19细胞)与OS细胞系(MNNG和SJSA-1细胞)中CACNA1A的表达。将敲除CACNA1A的小干扰RNA(siCACNA1A)及其对照(siControl)分别转入MNNG、SJSA-1细胞中,观察沉默CACNA1A表达后OS细胞内的Ca^(2+)分布情况;采用细胞计数试剂盒(CCK-8)实验、划痕实验和Transwell实验检测细胞的增殖、侵袭和迁移能力。建立裸鼠皮下移植瘤模型,比较siCACNA1A组和siControl组成瘤体积和瘤重,免疫组织化学染色(IHC)检测成瘤组织中CACNA1A蛋白表达水平。结果:与瘤旁组织比较,OS患者瘤组织CACNA1A表达水平升高(P<0.05);与h FOB1.19细胞比较,MNNG和SJSA-1细胞中CACNA1A表达水平升高(P<0.05);与siControl组相比,siCACNA1A组OS细胞内的Ca^(2+)分布减少,细胞增殖、侵袭和迁移能力受到显著抑制(P<0.05)。动物实验显示,与siControl组比较,siCACNA1A组裸鼠肿瘤体积和重量显著减小(P<0.05)。IHC结果显示,与siControl组相比,siCACNA1A组皮下肿瘤的CACNA1A相对免疫染色强度降低(P<0.001)。结论:沉默Ca^(2+)通道相关基因CACNA1A可抑制OS细胞的增殖和转移以及裸鼠体内肿瘤的生长。

机械敏感离子通道Piezo1在压力侧正畸牙槽骨改建的动物实验研究

目的探讨机械敏感性离子通道Piezo1在大鼠正畸牙移动过程中压力侧牙槽骨中的表达及作用,并探究可能的信号通路。方法建立正畸牙移动模型,对不同时间点压力侧牙周组织中机械敏感离子通道Piezo1、破骨细胞数目、破骨细胞标记物(RANKL、OPG)、成骨标记物(Runx2、Osterix)和Wnt非经典信号通路(Wnt5a、CAMKⅡ)的表达水平进行检测并分析其变化规律。结果在正畸牙移动过程中,压力侧破骨细胞数目增加,RANKL表达增加;Piezo1、OPG、Runx2、Osterix、Wnt5a及CAMKⅡ的表达先增高后下降。结论Piezo1可能参与了正畸牙移动过程中压力侧的牙槽骨改建,并通过Wnt非经典信号通路发挥作用。

靶向瞬时受体电位香草酸亚型1离子通道的Nplus-RhTx多肽抑制剂理性设计及功能验证

目的:获得靶向瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV1)通道的多肽抑制剂。方法:基于已有的靶向TRPV1通道的多肽激动剂红头蜈蚣毒素(RhTx)进行理性设计,在其氨基末端增加带正电荷的氨基酸,并在细胞上使用膜片钳电生理验证设计的多肽对TRPV1通道的抑制作用。结果:理性设计了8条Nplus-RhTx多肽,在膜片钳电生理记录中发现其中4条可以抑制TRPV1的辣椒素激活,4条Nplus-RhTx多肽的半数有效抑制浓度分别为(188.3±4.7)、(193.6±18.0)、(282.8±11.9)和(299.5±6.4)µmol/L。结论:通过对RhTx多肽的氨基端进行理性设计改变其性质,可获得靶向TRPV1的多肽抑制剂。

孵化后期热处理对肉雏鸡骨骼肌和肝脏温敏TRP离子通道及线粒体功能的影响

[目的]孵化后期热处理能够在一定程度上提高肉鸡的耐热性,而骨骼肌和肝脏线粒体功能及温敏瞬时电位(transient receptor potential,TRP)离子通道与机体耐热性密切相关。因此,本试验旨在研究孵化后期热处理(thermal manipulation,TM)对雏鸡骨骼肌和肝脏温敏TRP离子通道及线粒体功能的影响。[方法]选取240枚AA肉鸡种蛋随机分为3组(每组8个重复,每重复10枚种蛋):CON组,37.5℃孵化;TM1组,在孵化期第16~18天39.5℃热处理3 h·d^(-1);TM2组,在孵化期第16~18天41.5℃热处理3 h·d^(-1)。出雏后测定1日龄直肠温度,检测胸肌、腿肌和肝脏组织相关基因表达水平。[结果]与CON组相比,孵化后期热处理显著降低了1日龄雏鸡的直肠温度(P<0.01),TM1组雏鸡腿肌器官指数显著增加(P<0.05)。与CON组相比,TM2组雏鸡胸肌的avUCP基因表达水平显著降低(P<0.01),COXⅣ(P<0.05)、Tfam(P<0.01)、PGC1α(P<0.05)、ATP5B(P<0.01)和IDH3α(P<0.01)基因表达水平均显著增加,TRPV1、TRPV2和TRPV3基因表达水平均显著降低(P<0.05),SERCA1基因表达水平显著增加(P<0.01)。与CON组相比,TM2组雏鸡腿肌的avUCP基因表达水平显著降低(P<0.01),ATP5B基因表达水平显著增加(P<0.05);TM2组雏鸡肝脏组织的Tfam和SERCA1基因表达水平显著增加(P<0.05)。相关性分析结果显示,温敏TRP基因表达水平与线粒体经典产热基因avUCP和avANT表达呈正相关关系,与线粒体氧化磷酸化功能相关基因表达水平呈负相关关系。[结论]孵化后期热处理可通过降低1日龄雏鸡胸肌的温敏TRP基因和线粒体产热相关基因表达水平水平,增加线粒体生物发生及氧化磷酸化功能相关基因表达水平,引起线粒体热适应性变化。

慢性疼痛基因治疗相关离子通道的研究进展

慢性疼痛严重影响病人生活质量且造成巨大经济负担,现有的治疗方式不能很好的满足病人的镇痛需求。近年来,人们对于生物基因组有了更加全面的认识,同时精准递送系统的研发为基因治疗提供了有效手段,可以靶向递送抗伤害感受性分子或阻断痛觉传导。目前,已发现多种疼痛相关靶点,不同靶点介导不同类型的疼痛,为基因治疗慢性疼痛开辟了新的思路。新兴的基因疗法应用前景广阔,但也面临巨大的挑战。本文主要总结了与慢性疼痛基因治疗相关的离子通道靶点,为进一步寻找特异性靶点提供思路。

可用于水处理的离子选择性纳米离子通道研究进展

选择性离子去除作为一种新兴的水处理方法,已被用于废水中的养分回收、水的软化、从盐水提取关键矿物质以及工业废水的利用等水处理领域。生物离子通道具有高效的单离子选择性,在过去的20 a里,纳米级和亚纳米级离子通道都被成功制备出来以模拟生物离子通道。主要介绍了天然离子通道的概念和理论框架,综述了目前纳米离子通道膜的材料与制备方法,总结了典型水污染离子的纳米离子通道选择性及优缺点和研究方向。单/多价离子之间的离子大小、电荷和亲疏水差异可测量,因此构建单/多价之间的离子选择性通道的基础是通道尺寸、表面电荷和亲疏水性的调节。而单价离子间尺寸差异并不显著,因此,特异性离子结合相互作用被引入到亚1 nm通道中以实现单离子选择性。分析了理想的纳米离子通道如何构建,提出目标离子选择性通常取决于通道的物理和化学性质,包括孔径、通道维度、表面电荷、功能位点和通道壁极性等,通过改变或优化这几种因素,可以提高膜对于目标离子的选择性分离。最后,对未来将膜技术与纳米离子通道结合以实现离子选择性去除进行了展望。