钠离子通道病研究进展

电压门控钠离子通道广泛分布于各器官组织内,负责维持细胞的兴奋性。编码钠离子通道的基因发生变异会改变其表达或电生理特性,导致多种疾病发生,这类疾病统称为钠离子通道病。越来越多的研究揭示了钠离子通道病的病理机制,并建立基因型、功能型与表型之间的联系。本文总结了钠离子通道的基本特性、钠离子通道病的种类、发生机制及相关治疗进展,尤其着眼于钠离子通道病功能型与表型之间的联系,为临床个体化诊疗提供依据。

环黄芪醇对电压门控钠离子通道的作用研究

探讨环黄芪醇治疗神经病理性疼痛的分子机制。方法 将环黄芪醇或对照溶剂作用于原代培养的大鼠DRG神经元并进行全细胞膜片钳记录,以直接观察环黄芪醇对NaV通道功能的影响。包括比较环黄芪醇组与对照组电流-电压(IV)曲线、峰电流密度大小、激活/失活曲线特征。通过电压方案筛选出TTX敏感型NaV电流,探究环黄芪醇对TTX敏感型和不敏感型NaV通道的选择性抑制作用。结果 环黄芪醇显著抑制了DRG神经元NaV的电流密度,差异有统计学意义(P<0.05)。环黄芪醇并未改变DRG神经元NaV通道的激活、失活特性。环黄芪醇可能具有选择性抑制TTX不敏感型NaV通道的作用。结论 环黄芪醇能够显著抑制DRG神经元NaV通道的电流密度,该发现能够阐明环黄芪醇镇痛作用的潜在分子机制,为环黄芪醇作为镇痛药物的临床转化提供理论依据。

芋螺毒素通过调节钠离子通道介导疼痛的研究

芋螺毒素是由热带海洋软体动物芋螺分泌的一类用于麻醉猎物的神经毒素肽,是当今国际生物药物研究的热点,被誉为海洋药物宝库,已跃居动物神经毒素研究的首位。芋螺毒素具有结构新颖,多样性高,活性强,选择性好等优势,可以选择性地靶向不同亚型的离子通道受体,在镇痛、戒烟戒毒、治疗帕金森病等神经性疾病方面具有极好的应用前景。本研究旨在探讨芋螺毒素通过调节钠离子通道介导疼痛的情况。

基于TCGA数据库分析电压门控钠离子通道α、β亚基在乳腺癌中的表达及预后意义

目的基于癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)数据库,分析电压门控钠离子通道α、β亚基在乳腺癌患者中的mRNA表达情况,以及对患者临床病理参数和预后的影响。方法从TCGA数据库中下载乳腺癌患者的电压门控钠离子通道α、β亚基mRNA表达水平和临床资料,分析电压门控钠离子通道α、β亚基在正常乳腺组织和乳腺癌组织中的差异表达及其临床病理参数的相关性。采用Kaplan-Meier和Log-rank检验,以及Cox回归模型分析电压门控钠离子通道α、β亚基对乳腺癌患者预后的影响。结果除SCN 10 A表达水平无显著性差异(P>0.05)及SCN 1 A在乳腺癌组织中高表达(P<0.01)外,其余亚基在癌组织中的mRNA表达水平均显著低于正常乳腺组织(P<0.01),且不同亚基的表达水平与临床病理参数存在不同程度的相关性。在患者生存分析中发现,仅SCN 5 A的mRNA表达水平与患者生存相关(P<0.05)且其高表达患者的预后优于低表达患者。在2~5年内高表达SCN 5 A的三阴型乳腺癌患者,其预后较差。COX多因素分析结果表明,SCN 5 A非影响乳腺癌患者的独立预后因素。结论初步提出除SCN 10 A表达水平无显著性差异外,其余亚基在乳腺癌组织和癌旁组织中的mRNA表达水平均有显著性差异。其中仅SCN 5 A的mRNA表达水平与患者预后相关但其并非影响预后的独立因素。

钠离子通道1.8对急性心肌梗死后心房颤动发生的调控作用

目的探讨阻断心脏神经节丛(ganglionated plexi,GP)的电压门控钠离子通道1.8(Na_(V)1.8)对急性心肌梗死后心房颤动发生的影响。方法将12只雄性比格犬随机分为A-803467组(Na_(V)1.8阻断剂,n=6)及对照组(DMSO,n=6)。构建急性心肌梗死模型后,A-803467组于4个主要GP表面多点注射A-803467(1μmol/0.5 mL),对照组注射DMSO(1μmol/0.5 mL)。记录用药前及用药后30 min、60 min及90 min,两组犬的窦性心率、心房有效不应期、心房易损窗口及心房颤动持续时长的变化情况;记录用药后10 min高频电刺激(20 Hz,0.1 ms,方波)右前GP引起的窦性心率变化情况。结果与对照组相比,A-803467可提高窦性心率,显著缩短心房有效不应期,增宽心房易损窗口,延长心房颤动时长。此外,A-803467可抑制高频电刺激右前GP导致的窦性心率减慢。结论阻断GP的Na_(V)1.8可提高急性心肌梗死后心房颤动的诱发性。Na_(V)1.8可调控急性心肌梗死后心房颤动的发生,其作用机制可能与调控心脏GP的功能有关。

电压门控钠离子通道在难治性癫痫中的作用机制研究进展

癫痫是一种常见神经系统慢性疾病。国际抗癫痫联盟将癫痫发作定义为由于大脑中异常过度或同步化的神经元活动导致的体征或症状的短暂发生。大约70%的患者通过适当药物治疗可以有效控制癫痫发作,但仍有约1/3患者对现有抗癫痫药物(antiepilepsy drug,AED)治疗没有反应。电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channel,VGSC)的α亚基由1个高度保守的基因家族进行编码,其中SCN1A、SCN2A和SCN8A基因突变是中枢神经系统疾病的重要病因。已有研究表明,VGSC在难治性癫痫(treatment-resistant epilepsy,TRE)病理进程中发挥重要作用。本文对TRE概念、发病和耐药机制进行全面分析,并综述了VGSC介导TRE机制研究的进展。

Ⅱ型肺泡上皮细胞来源外泌体miR-21-5p调控上皮钠离子通道减轻高氧性急性肺损伤

目的探讨Ⅱ型肺泡上皮细胞(typeⅡalveolar epithelial cells,AEC-Ⅱ)来源外泌体(exosomes,Exos)-miR-21-5p(miR-21)调控上皮钠离子通道(epithelial sodium channel,ENaC)对高氧性急性肺损伤(hyperoxia-induced acute lung injury,HALI)的保护效应及可能机制。方法6~8周龄雄性C57BL/6J小鼠60只,其中20只使用差速贴壁离心法提取原代AEC-Ⅱ并培养,采用密度梯度离心法提取AEC-Ⅱ来源外泌体,透射电镜鉴定外泌体形态。余40只小鼠按随机数字表法分为(n=10):常氧(Control)组、高氧(HALI)组、高氧+Exos-miR-21(HALI+miR-21)组和高氧+siPI3K+Exos-miR-21(HALI+siPI3K+miR-21)组。除Control组外,余3组小鼠暴露于95%O 2的自制高氧饲养箱中构建HALI模型。72 h后RT-qPCR检测肺组织及外泌体miR-21表达;HE染色观察肺组织形态学变化并行肺损伤病理评分,计算肺组织湿/干质量比及肺泡液体清除率(alveolar fluid clearance,AFC);可见分光光度法测定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)及总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)水平;荧光分光光度法测定活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)水平;Western blot检测PTEN、AKT、p-AKT、PI3K及α-ENaC、β-ENaC、γ-ENaC蛋白表达水平。双荧光素酶报告基因实验验证miR-21与PTEN靶向关系。结果原代AEC-Ⅱ提取的囊泡状物质经鉴定为外泌体,外泌体中miR-21表达显著增高(P<0.05),PTEN为miR-21靶基因。与Control组比较,HALI组HE染色可见肺组织肺间隔增厚、大量炎症细胞浸润及肺泡萎陷,HALI组、HALI+miR-21组及HALI+siPI3K+miR-21组肺损伤病理评分、肺湿/干质量比、MDA及PTEN蛋白表达升高(P<0.05);SOD、T-AOC、AFC、miR-21及p-Akt、α-ENaC、β-ENaC、γ-ENaC蛋白表达水平降低(P<0.05),以HALI+siPI3K+miR-21组最明显。与HALI组比较,HALI+miR-21组HE染色可见肺间隔增厚、炎症细胞浸润明显减少,肺泡萎陷显著减轻;肺损伤病理评分、肺湿/干质量比、MDA及PTEN蛋白表达显著降低(P<0.05);而SOD、T-AOC、AFC、miR-21及p-Akt、α-ENaC、β-ENaC、γ-ENaC蛋白表达显著升高(P<0.05)。结论Ⅱ型肺泡上皮细胞来源外泌体miR-21-5p通过靶向PTEN激活PI3K/AKT信号通路调控上皮钠离子通道减轻高氧性急性肺损伤。

齐齐哈尔地区汉族人群钠离子通道1A基因DNA甲基化与家族性原发性高血压的关系研究

目的探究齐齐哈尔地区汉族人群钠离子通道1A(SCNN1A)基因DNA甲基化与家族性原发性高血压的关系。方法选取2020年10月—2022年1月在齐齐哈尔市居住≥3代且年龄>18岁的汉族原发性高血压患者180例作为研究对象。根据高血压确诊时间将其分为初诊组(入组时新发高血压)和既往组(入组前已确诊高血压),每组90例。另选取该地区90例无高血压家族史的健康体检者作为对照组。收集并整理各组患者的临床基础资料,采用焦磷酸测序法检测SCNN1A基因DNA甲基化,比较各组患者的SCNN1A基因编码区CpG1~CpG6位点DNA甲基化,以多因素Logistic回归分析家族性原发性高血压的影响因素。结果各组性别、年龄、BMI、吸烟史、饮酒史、LDL、TC及FBG比较,差异无统计学意义(P>0.05)。初诊组和既往组TG、UA高于对照组,HDL低于对照组(P<0.05)。各组SCNN1A基因编码区CpG3、CpG4、CpG5、CpG6位点甲基化比较,差异无统计学意义(P>0.05)。初诊组和既往组SCNN1A基因编码区CpG2位点甲基化低于对照组,既往组CpG1位点甲基化高于对照组(P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示:HDL[OR=5.078(95%CI:2.326,11.090)]及CpG2[OR=6.322(95%CI:2.845,13.805)]位点甲基化降低,TG[OR=4.486(95%CI:2.054,9.797)]、UA[OR=5.557(95%CI:2.545,12.134)]及CpG1[OR=5.463(95%CI:2.502,11.930)]位点甲基化升高是家族性原发性高血压的影响因素(P<0.05)。ROC曲线分析结果显示,CpG1、CpG2位点DNA甲基化单一及联合诊断家族性原发性高血压诊断的AUC分别为0.743(95%CI:0.621,0.865)、0.707(95%CI:0.612,0.841)和0.839(95%CI:0.753,0.925)。结论齐齐哈尔地区汉族人群DNA甲基化与家族性原发性高血压关系密切,且SCNN1A基因CpG1位点甲基化存在升高趋势,CpG2位点甲基化存在降低趋势。

MicroRNA-7-5p通过mTORC2/SGK-1信号通路负向调控人肺泡上皮细胞钠离子通道

目的:探讨microRNA-7-5p通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物2(mTORC2)/血清糖皮质激素诱导激酶-1(SGK-1)信号通路负向调控人肺泡上皮细胞钠离子通道(ENaC)的机制。方法:对人类非小细胞肺癌肺泡上皮细胞系A549细胞转染microRNA-7-5p模拟剂,设为microRNA-7-5p组,阴性对照组A549细胞转染与目的基因序列无同源性的不表达microRNA-7-5p的阴性对照剂。雷帕霉素组在A549细胞培养基中加入雷帕霉素。PP242组在A549细胞培养基中加入PP242。空白对照组仅加入lipo fectamineTM 2000试剂。采用RT-qPCR检测各组SGK-1 mRNA;免疫印迹法检测SGK-1蛋白、ENaC蛋白的表达量。比较各组的microRNA-7-5p表达水平、SGK-1 mRNA及蛋白表达量、ENaC蛋白表达量。结果:microRNA-7-5p组的microRNA-7-5p表达水平高于空白对照组、阴性对照组、雷帕霉素组和PP242组,A549细胞转染成功上调microRNA-7-5p表达水平(P<0.05)。microRNA-7-5p组中,SGK-1 mRNA水平、SGK-1及ENaC-α、ENaC-β、ENaC-γ蛋白表达量均低于空白对照组、阴性对照组、雷帕霉素组(P<0.05)。结论:microRNA-7-5p可能通过mTORC2/SGK-1信号通路负向调控ENaC。

人工合成钠离子通道阻断剂抑制前列腺癌细胞的生长及侵袭

目的研究人工合成钠离子通道阻断剂(sodium channel amine ligands,SCALs)对前列腺癌细胞株(PC3细胞、DU145细胞)生长及侵袭的影响,以筛选高效的抗肿瘤药物。方法四甲基偶唑氮(MTT)法检测SCALs对肿瘤细胞的存活率的影响;Transwell侵袭实验检测SCALs干预后肿瘤细胞体外侵袭能力的变化;流式细胞仪检测SCALs促进细胞凋亡及阻滞细胞周期的能力,蛋白免疫印迹实验检测SCALs对钠离子通道蛋白α亚基Nav 1.7蛋白表达的影响。结果7种SCALs中的3种(S1127、S1169、S1180)对前列腺癌细胞敏感,在低浓度时对肿瘤细胞具有杀伤效应,且其抑制率与药物浓度呈剂量-效应关系,其中S1180对PC3和DU145细胞的IC50分别为2.9μmol/L和2.5μmol/L,在10μmol/L时能促进12.89%的肿瘤细胞凋亡、抑制75.53%的细胞侵袭,并具有阻滞细胞周期的能力,以及能下调Nav 1.7蛋白的表达水平。结论合成的钠离子通道阻断剂中3种SCALs尤其是S1180具有显著杀伤前列腺癌细胞效应,将来可能成为治疗肿瘤的一类新型药物。

钠离子通道基因SCN1A、SCN2A、SCN1B突变与癫痫

癫痫是一种常见神经系统慢性疾病，是由脑部神经元过度同步化放电所导致。目前发现多种编码电压门控性钠离子通道的基冈突变与癫痫的发生有关。其中大多数突变是在编码钠离子通道α亚基的基因SCN1A、SCN2A和编码B亚基的基因SCN1B上发现的。不同的基因突变导致的癫痫综合征表型轻重不一。

人工合成钠离子通道阻断剂抑制乳腺癌细胞生长的研究

目的探讨人工合成钠离子通道阻断剂-钠离子胺类配体(sodium channel amine ligands,SCALs)对乳腺癌细胞株(MCF-7、MDA-MB-231)的抑制效果,以筛选高效的抗肿瘤药物。方法在药物作用后,采用MTT法检测肿瘤细胞的增殖活性;流式细胞术检测SCALs促进细胞凋亡及阻滞细胞周期的能力。结果 7种SCALs中的S1127对乳腺癌细胞敏感,肿瘤细胞增殖明显受到抑制,且其抑制率与药物浓度呈剂量-效应关系,S1127对MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞的IC_(50)分别为17.2μM和21.8μM,在25μM时能促进80.6%的MCF-7细胞凋亡以及18.4%的MDA-MB-231细胞凋亡,并将细胞阻滞于G0/G1期。结论合成的钠离子通道阻断剂S1127具有显著杀伤乳腺癌细胞效应,将来有可能成为治疗肿瘤的一类新型备选药物。

电压门控钠离子通道表达对宫颈癌细胞增殖侵袭转移作用的研究

目的:探讨电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channels,VGSCs)在宫颈癌细胞中的表达、分布及其对该细胞增殖、侵袭能力的影响。方法:用Western blot了解VGSCs在不同宫颈癌细胞株中表达水平,采用免疫荧光检测VGSCs蛋白在细胞中的定位。分别用MTT法和Matrigel法检测VGSCs对宫颈癌细胞的增生和侵袭作用。以半定量RT-PCR和RNAi方法确认宫颈癌细胞中VGSC表达亚型及其功能。结果:在检测的4种宫颈癌细胞株中,ME180细胞表达较高水平VGSCs蛋白,其存在于细胞膜和细胞质中。VGSCs抑制剂-河豚毒素(TTX)对ME180细胞增生无影响(P>0.05),但呈浓度依赖性抑制细胞的Matrigel侵袭(P<0.05)。在ME180细胞中检测到Nav 1.2、Nav 1.6和Nav 1.7三种VGSCs亚型,其中Nav 1.6 mRNA占总mRNA的78%,RNAi抑制Nav 1.6mRNA表达后可降低细胞侵袭达52%(P<0.05)。结论:VCSCs在宫颈癌ME180细胞株高表达,Nav 1.6为其主要表达亚型,增加了体外癌细胞的侵袭转移。

昆虫钠离子通道基因突变及其与杀虫剂抗性关系的研究进展

昆虫电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channel)存在于所有可兴奋细胞的细胞膜上,在动作电位的产生和传导上起重要作用,是有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂的靶标位点。在农业和医学害虫控制过程中,由于有机氯和拟除虫菊酯杀虫剂的广泛使用,抗药性问题日益突出。其中,由于钠离子通道基因突变,降低了钠离子通道对有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂的亲和性,从而产生击倒抗性(knock-down resistance,kdr),已成为抗性产生的重要机制之一。本文综述了昆虫钠离子通道的跨膜拓扑结构、功能、进化及其基因的克隆;更重要的是总结了已报道的40多种昆虫40个钠离子通道基因非同义突变,以及钠离子通道基因选择性mRNA剪接和编辑,以及它们与杀虫剂抗性的关系;也评述了钠离子通道基因突变引起蛋白质结构的改变,从而对杀虫剂抗性的影响机制。这些研究对于进一步鉴定与杀虫剂抗性相关的突变及抗性机制,开发有机氯和拟除虫菊酯类杀虫剂抗性分子监测方法具有重要意义。

上皮钠离子通道对大鼠破骨细胞分化和骨吸收功能的影响

目的本文探讨上皮钠离子通道(ENa C)对破骨细胞功能和活性的影响。方法采用大鼠巨噬细胞集落刺激因子和核转录因子-κB受体活化因子配体诱导大鼠骨髓单核细胞使其分化为破骨细胞。以1.5×104密度接种到12孔板,查随机表分3孔为1组,分为4组:Control组和不同浓度阿米洛利(Ami,ENa C的抑制剂)组。抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色进行阳性破骨细胞鉴定;将破骨细胞和骨片共同培养,测定骨吸收陷窝的数目;用RT-PCR技术分析破骨细胞标志酶基因组织蛋白酶K(CK)的表达。结果不同浓度的Ami处理破骨细胞后,TRAP染色阳性破骨细胞减少,抑制破骨细胞的形成和骨吸收,而且降低破骨细胞特异性基因CK的表达。结论本次实验在细胞水平证明ENa C在破骨细胞上的表达并且调控破骨细胞的分化和骨吸收,说明ENa C可能参与破骨细胞的功能调节,提示破骨细胞可能存在一个与ENa C相关调节的新途径,为骨代谢的研究提供了一个新思路。

钠离子通道及其作用药物研究进展

钠离子(Na+)通道主要选择性允许Na+跨膜通过,其主要功能是维持细胞兴奋性及其传导,其对可兴细胞如神经元、心肌细胞、骨骼肌细胞和内分泌细胞等在动作电位的产生和传播中发挥重要作用。Na+通道的基因突变会导致其相应的通道蛋白结构与功能异常,进而诱发机体发生遗传性疾病。该文从Na+通道的机制、疾病类型及其药物作用等方面研究作介绍。

击倒抗性和钠离子通道

综述了击倒抗性与钠离子通道关系的研究进展。毒理学和电生理学的研究表明 ,在许多拟除虫菊酯类杀虫剂抗性昆虫中存在击倒抗性。分子遗传学研究进一步发现 ,击倒抗性与钠离子通道位点连锁。最近的研究表明 ,昆虫神经系统对拟除虫菊酯类杀虫剂敏感性下降的击倒抗性机制是钠离子通道结构基因突变。但仍有一些问题 ,如突变的保守性和分布 ,需要进一步研究、阐明。

A型肉毒毒素调控钠离子通道Nav1.8缓解神经病理性疼痛的作用

【目的】研究A型肉毒毒素(Bo NT/A)对腰5脊神经前根切断(L5 VRT)介导的神经病理性疼痛的影响,并进一步探讨其可能的内在作用机制。【方法】利用行为学测试方法观察Bo NT/A足底注射后对L5 VRT大鼠机械刺激撤足阈值的影响,采用Western blot方法分析Bo NT/A对L5 VRT术后背根神经节(DRG)神经元中钠离子通道(Nav1.8)蛋白表达的影响,并进一步应用全细胞膜片钳技术观察Bo NT/A对DRG神经元中功能性Nav1.8电流密度的影响。【结果】一侧足底注射7、15 U/kg的Bo NT/A 1 d后可显著缓解L5 VRT介导的机械触诱发痛症状,且作用时间至少持续至给药后14 d;Bo NT/A可显著下调L5 VRT术后DRG神经元中Nav1.8蛋白表达水平,并可明显降低功能性Nav1.8电流密度。【结论】Bo NT/A可能通过下调DRG神经元中Nav1.8蛋白表达,降低功能性Nav1.8电流,发挥缓解神经病理性疼痛的作用。

钠离子通道与蜜蜂狄斯瓦螨对氟胺氰菊酯的抗性机理

狄斯瓦螨Varroadestructor是全世界蜜蜂最严重的寄生虫 ,目前 ,它对主要防治药物———拟除虫菊酯类的氟胺氰菊酯已产生明显抗性 ,严重影响其防治效果。近年来神经生理学研究结果证实 :电压门控的钠离子通道是拟除虫菊酯作用的位点。钠通道结构的改变 ,是拟除虫菊酯类杀虫剂毒理的主要基础 ,也是产生抗药性的基础。该文介绍了近年来国内外研究电压门控钠离子通道、拟除虫菊酯对钠通道的作用。

氰戊菊酯抗性和敏感品系棉蚜部分钠离子通道基因的克隆

在室内选育出了对氰戊菊酯抗性达 199.5 4倍的棉蚜品系。设计了 3条简并引物进行嵌套式PCR扩增 ,得到了氰戊菊酯敏感品系和抗性品系棉蚜钠离子通道基因IIS4 IIS6区的基因片段。序列分析表明 ,氰戊菊酯抗性品系棉蚜没有发生kdr或super kdr突变 ,但是与敏感品系相比 ,抗性品系钠离子通道基因IIS4 IIS6区有 2个核苷酸发生了突变 (T2A和A34T) ,并由此导致了 1个氨基酸的突变 (M12L) 。