1,4,5-三磷酸肌醇受体及其在休克中的作用

1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)受体(IP3R)是内质网释放钙离子(Ca2+)的主要通道之一,在维持细胞内钙稳态方面发挥着重要作用。休克作为一种严重的、发生器官功能障碍与结构损伤的病理过程,钙稳态失调是其重要的中间环节。鉴于IP3R功能或表达异常引起钙稳态失调参与了多种病理过程的发生、进展,本文对IP3R结构与调节的研究进展进行综述,总结IP3R在失血性休克、感染性休克中的作用,期望以IP3R为切入点,为防治重症休克提供理论基础,并探索靶向IP3R防治休克的新策略。

1,4,5-三磷酸肌醇受体与神经变性疾病

1,4,5-三磷酸肌醇受体(inositol 1,4,5-trisphosphate receptors,IP3Rs)是细胞内质网上的钙离子(cal⁃cium ion,Ca^(2+))通道,通过调控Ca^(2+)参与细胞生物学功能,是维持中枢神经系统正常功能的关键分子。近年来,越来越多的研究发现,IP3Rs结构和功能异常与神经变性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、脊髓小脑共济失调等的发病机制密切相关,这些结构和功能异常如何影响IP3Rs功能,及相关钙信号,并且如何在这些疾病的发病和严重程度中发挥作用,仍尚不清楚。IP3Rs如何在神经变性疾病中发挥作用将于本文中进行综述。

心肌肥厚大鼠心肌细胞核三磷酸肌醇受体的特性

为了研究细胞核三磷酸肌醇受体在心肌肥厚中的作用 ,制备了腹主动脉缩窄大鼠心肌肥厚模型、用差速离心和密度梯度离心提纯心肌细胞核 ,以 [3H]IP3为配基 ,采用放射受体分析心肌细胞核膜IP3R与其配体的最大结合容量 (Bmax)和解离常数 (Kd)。大鼠心肌细胞核上存在IP3R、CaM和PKC激动剂PMA ,能显著抑制该受体与IP3的结合 (P <0 0 5 ) ;核外 [Ca2 +]也能剂量依赖的抑制细胞核IP3R与IP3的结合。腹主动脉缩窄术后 4周 ,大鼠心肌显著肥大 ,伴有明显的血流动力学异常 ,其心肌细胞核IP3R的Bmax和Kd与对照组比较分别增加 1 2 17和2 14 9倍 (P <0 0 1)。心肌细胞核上存在IP3R ,并受CaM和PMA及核外 [Ca2 +]所抑制 ,心肌细胞核IP3R密度上调和亲和力降低可能参与了压力超负荷心肌肥厚的发生过程。

人晶状体上皮细胞系内肌醇1,4,5-三磷酸受体和兰尼碱受体的表达和作用

目的 确定人晶状体上皮细胞 (HLEC)系LEC B3细胞内两种钙池调控系统肌醇1,4,5 三磷酸 (IP3 )受体和兰尼碱受体的表达 ,并鉴定其亚型 ,初步探讨两系统对HLEC内Ca2 + 的调控作用。方法 传代培养HLEC系LEC B3细胞 ,选用第 3代融合状态良好的细胞 ,提取细胞总RNA ,反转录获取cDNA ,分别用IP3 受体的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ亚型和兰尼碱受体的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ亚型特异引物进行逆转录聚合酶链反应 ,判定分析mRNA的表达。并在激光扫描共聚焦显微镜下分别采用一定浓度的乙酰胆碱、阿托品、咖啡因、兰尼碱及普鲁卡因作用于细胞外液含Ca2 + 、Mg2 + 和不含Ca2 + 、Mg2 +的同代细胞 ,观察分析Ca2 + 信号的变化。结果 HLEC系LEC B3细胞中分别表达IP3 受体和兰尼碱受体的Ⅰ和Ⅲ型mRNA ,且均Ⅲ型表达强于Ⅰ型 (P <0 0 5 )。10 μmol/L乙酰胆碱、10mmol/L咖啡因及 5 0 μmol/L兰尼碱均可使细胞内Ca2 + 浓度增高 ,而波动的开始时间、幅度及持续时间因细胞外液成分和药物不同而异 ;1μmol/L阿托品可阻断乙酰胆碱的作用 ,5 0 μmol/L普鲁卡因可抑制兰尼碱的作用。结论 HLEC系LEC B3细胞内同时存在IP3 受体和兰尼碱受体基因的转录 ,且存在亚型特异性。两种受体的激动剂和抑制剂均可引起细胞内Ca2 + 浓度的变化 ,提示IP3

钙调神经磷酸酶对钙化细胞Ⅰ型三磷酸肌醇受体表达的影响

目的探讨大鼠血管平滑肌细胞钙化过程中钙调神经磷酸酶对Ⅰ型三磷酸肌醇受体蛋白和mRNA表达的影响。方法大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞经传代培养后随机分为对照组、钙化组和环孢素A组,采用磷酸二氢钠诱导大鼠动脉血管平滑肌细胞钙化。应用免疫印迹法及实时荧光定量RT-PCR法测定钙调神经磷酸酶B亚基、Ⅰ型三磷酸肌醇受体的表达变化,同时测定Ca2+浓度及碱性磷酸酶、钙调神经磷酸酶活性。结果与对照组比较,钙化组钙调神经磷酸酶B亚基、Ⅰ型三磷酸肌醇受体蛋白和mRNA表达显著增加(P<0.01);与钙化组比较,环孢素A组钙调神经磷酸酶B亚基、Ⅰ型三磷酸肌醇受体蛋白和mRNA表达显著降低(P<0.01)。钙化组Ca2+浓度、钙调神经磷酸酶活性、碱性磷酸酶活性较对照组显著增高(P<0.01);环孢素A组碱性磷酸酶活性、Ca2+浓度较钙化组显著增加(P<0.05或P<0.01),钙调神经磷酸酶活性较钙化组显著降低(P<0.01)。结论钙调神经磷酸酶能够增强钙化细胞中Ⅰ型三磷酸肌醇受体mRNA和蛋白的表达。

糖尿病肾病大鼠肾脏组织中Ⅰ型1,4,5-三磷酸肌醇受体的表达

目的:检测糖尿病肾病(DN)大鼠肾脏组织中Ⅰ型1,4,5-三磷酸肌醇受体(IP3R)的表达。方法:35只健康雄性清洁级SD大鼠随机分成正常对照组(NC组,n=10)和DN组(以新鲜配制的枸橼酸缓冲液稀释链脲佐菌素成10g/L的溶液,按60mg/kg腹腔注射进行造模,当血糖值超过16.7mmol/L,表明糖尿病模型成功。普通饮食继续喂养3周、6周、12周,用放射免疫法测定24h尿蛋白排泄量,≥30mg时确认DN大鼠模型成功),后将DN大鼠随机分为DN3周组(n=9)、DN6周组(n=8)和DN12周组(n=8)。应用免疫组织化学法、RT-PCR测定4组大鼠肾脏组织中Ⅰ型IP3R蛋白及mRNA的表达。结果:Ⅰ型IP3R蛋白主要分布于肾小球系膜区、毛细血管袢和血管平滑肌细胞内,而肾小管未见阳性染色。与NC组相比,各DN组Ⅰ型IP3R蛋白阳性细胞率和mRNA的表达明显增高,差异有统计学意义(F=41.536、53.635,P<0.001)。结论:肾脏组织中IP3R表达增强可能是导致DN产生的重要因素之一。

肺动脉高压大鼠肺动脉平滑肌细胞1,4,5-三磷酸肌醇受体表达的变化

目的 :检测肺动脉高压 ( PAH)大鼠肺动脉平滑肌细胞 ( PASMCs)上 1,4,5三磷酸肌醇受体 ( IP3 R)的亚型及 IP3 R各亚型在 PAH时表达水平的变化。方法 :采用大鼠一次性腹腔注射野百合碱 ( MCT) 6 0 mg/kg复制 PAH动物模型 ,用 Western blot法检测 IP3 R亚型的表达及在 PAH状态下其蛋白水平表达的变化。结果 :大鼠 PASMCs共同表达 3个 IP3 R亚型 ,在 PAH时 IP3 R1表达水平明显增高 ,约为对照组的 2倍 ( P<0 .0 1) ,而 IP3 R2和 IP3 R3的表达水平无明显变化。结论 :PASMCs的 IP3 R1表达增强可能参与了

桃红四物汤对肢体缺血-再灌注损伤大鼠骨骼肌三磷酸肌醇受体表达的影响

目的观察桃红四物汤对肢体缺血-再灌注损伤大鼠骨骼肌三磷酸肌醇受体(IP3R)表达的影响,从Wnt/Ca2+信号通路角度探讨其作用机制。方法取2月龄雄性SD大鼠80只,随机分为正常组、模型组、桃红四物汤组和阻滞剂组,每组20只,除正常组外,其余各组均阻断血流制备大鼠右后肢缺血-再灌注损伤模型,桃红四物汤组、阻滞剂组造模前分别给予桃红四物汤灌胃、阻滞剂腹腔注射预处理,HE染色和DAPI荧光染色观察再灌后8 h腓肠肌细胞凋亡,免疫组化检测再灌后8 h腓肠肌IP3R蛋白的表达,RT-PCR检测再灌后0、2、4、8 h腓肠肌IP3R mRNA的表达。结果HE染色和DAPI荧光染色结果显示,与正常组比较,模型组大鼠腓肠肌细胞凋亡率明显升高(P<0.05);与模型组比较,桃红四物汤组和阻滞剂组大鼠腓肠肌细胞凋亡率明显降低(P<0.05),桃红四物汤组低于阻滞剂组(P<0.05)。免疫组化及RT-PCR检测结果显示,与正常组比较,模型组大鼠腓肠肌IP3R蛋白和m RNA表达明显上调(P<0.05);与模型组比较,桃红四物汤组、阻滞剂组大鼠腓肠肌IP3R蛋白和m RNA表达明显下调(P<0.05)。结论桃红四物汤通过下调Wnt5a/Ca2+信号通路IP3R的表达减轻肢体缺血-再灌注损伤。

大鼠心肌缺血再灌注时心肌细胞核1,4,5三磷酸肌醇受体结合特性改变的研究

目的观察大鼠心肌缺血再灌注时心肌细胞核1,4,5三磷酸肌醇受体(IP3R)的结合特性改变,进一步探索心肌缺血再灌注时细胞凋亡的病理机制。方法TUNEL技术检测心肌细胞核凋亡率。蔗糖密度梯度离心法提纯心肌细胞核,放射配体分析法检测心肌细胞核膜上IP3R的结合特性变化。结果①缺血再灌注损伤(IRI)组大鼠心肌细胞凋亡率高于对照组(P<0.01)。②大鼠心肌缺血再灌注损伤时,心肌细胞核IP3R的最大结合容量Bmax较假手术组增加2.6倍;而其亲和力Kd值无明显变化。③IRI组心肌细胞核IP3R经激活的PKC磷酸化后结合特性增强1.54倍,对照组核IP3R经PKC磷酸化后结合特性无明显改变。④[Ca2+]对IRI组及假手术组心肌细胞核IP3R的调节均呈双相性,胞浆钙超载状态下([Ca2+]为5μmol·L-1时)较正常胞浆钙浓度下([Ca2+]为100nmol·L-1时),两组核IP3R结合特性均增强,[Ca2+]为100μmol·L-1时,两组核IP3R结合特性降低。结论大鼠心肌心肌缺血再灌注损伤病理情况下心肌细胞核IP3R结合特性增强,致核内钙浓度([Ca2+]n)增高,这可能是心肌缺血再灌注损伤中心肌细胞凋亡的主要病理机制之一。

三磷酸肌醇受体参与心肌钙调神经磷酸酶信号通路的激活

目的:研究激活心肌细胞三磷酸肌醇受体(IP3R)是否触发钙调神经磷酸酶(CaN)介导的心肌肥厚信号通路。方法:培养的乳鼠心肌细胞检测心肌细胞蛋白合成,细胞内钙变化,CaN、活化T细胞核因子3(NFAT3)及锌指转录因子(GATA4),胚胎基因(αskeletalactin,βMHC)及即刻早期基因(cfos,cmyc)蛋白表达。结果:三磷酸肌醇(IP3)能显著致原代培养的心肌细胞时间和剂量依赖性地增加心肌细胞蛋白合成,能显著致心肌细胞的早期即刻基因和胚胎基因表达,能显著增加心肌细胞内游离钙。IP3剌激IP3受体,能显著激活心肌细胞CaN/NFAT3/GATA4信号通路,使心肌细胞早期即刻基因(cfos、cmyc)及胚胎基因(αskeletalactin,βMHC)表达增加。结论:激活IP3R介导的CaN/NFAT3/GATA4信号通路能显著地促使心肌细胞肥大,这条信号通路不同于已知的G蛋白偶联受体介导的心肌肥厚信号转导途径。

肿瘤坏死因子-α增强肝肾综合征时肾脏I型1,4,5-三磷酸肌醇受体表达

目的:通过观察TNF-α对肾组织中Ⅰ型IP3R表达的影响来探讨肝肾综合征的发病机制.方法:制备大鼠离体肾灌注模型,随机分成对照组(A组)、肝素处理组(B组)、TNF-α处理组(C组),留取的标本应用免疫组织化学技术、Westernblot及实时定量PCR检测肾组织Ⅰ型IP3R蛋白的定位、表达及mRNA的变化.结果:Ⅰ型IP3R主要分布于肾小球系膜细胞和血管平滑肌细胞的胞质内.免疫组化结果显示,C组与A组相比棕褐色颗粒着色的阳性细胞明显增多,有显著性差异(U=2.26,P<0.05);B组与A组相比阳性染色细胞无明显减少(P>0.05);Western blot结果与免疫组织化学结果相一致:C组与A组相比Ⅰ型IP3R蛋白表达水平明显增高,有显著性差异(1.89±0.11vs0.55±0.03,P<0.05);B组与A组相比无显著性差异(P>0.05);实时定量PCR结果显示:C组与A组相比Ⅰ型IP3R mRNA的表达水平明显增高,有显著性差异(7.99±0.12vs1.00±0.05,P<0.05);B组与A组相比无显著性差异(P>0.05).结论:TNF-α可增强肾小球系膜细胞和血管平滑肌细胞Ⅰ型IP3R蛋白的表达,且Ⅰ型IP3R mRNA也呈增加趋势.

左西孟旦注射液和三磷酸腺苷受体拮抗剂西地兰治疗重度心肌病心力衰竭

目的探讨左西孟旦注射液和三磷酸腺苷(ATP)受体拮抗剂西地兰治疗不佳的重度心肌病心力衰竭患者临床效果。方法选取2010年10月—2013年10月常规治疗不佳的重度心肌病心力衰竭68例,采用数字随机法分为两组,34例采用三磷酸腺苷受体拮抗剂西地兰治疗为对照组,34例患者采用左西孟旦注射液治疗为观察组。比较两组治疗前后心功能改善、相关指标、治疗效果、不良事件情况。结果治疗后,两组患者心功能分级情况均明显改善,心功能分级评分、B型脑钠肽均明显降低,左室射血分数、6min步行距离均显著增加(P<0.05)。结论左西孟旦注射液和三磷酸腺苷受体拮抗剂西地兰均是治疗重度心肌病心力衰竭的有效药物。

心血管系统的三磷酸腺苷受体

嘌呤受体(purinergic receptor)根据配体的不同分为腺苷受体(P1受体)和三磷酸腺苷(ATP)受体(P2受体)。P2受体在心血管系统广泛分布,在调节血管张力,介导动脉粥样硬化,心肌缺血预适应,维持心肌舒缩功能和凝血功能中起着重要作用。

TNF-α增强主动脉平滑肌细胞内1型1,4,5-三磷酸肌醇受体表达参与感染性休克的发生机制

目的研究TNF-α对主动脉平滑肌细胞(VSMC)内1型1,4,5-三磷酸肌醇受体(IP3RⅠ)表达的影响,揭示TNF-α影响VSMC收缩功能参与感染性休克的发生机制。方法原代分离培养大鼠VSMC。按TNF-α处理的不同时间点(0、4、8、24h)分4组。分别应用Western blot、免疫荧光、RT-PCR、双荧光素酶检测方法,观察TNF-α对IP3RⅠmRNA、蛋白表达及其启动子活性的影响。结果 TNF-α处理组细胞内IP3RⅠ分布未见变化,8、24h组荧光强度增强提示IP3RⅠ蛋白含量增加,IP3RⅠ蛋白表达升高(4h:1.059±0.005 vs 1.000±0.002,P=0.010;8h:2.416±0.042 vs 1.000±0.002,P<0.01;24h:2.138±0.010vs 1.000±0.002,P<0.01,n=9),IP3RⅠmRNA表达明显增加(4h:2.260±0.889 vs 1.00±0.02,P=0.193;8h:5.449±2.279 vs1.00±0.02,P=0.000;24h:3.049±1.684 vs 1.00±0.02,P=0.042,n=9)。转染PGL3-IP3RⅠpromoter质粒后TNF-α组IP3RⅠ启动子活性明显增强(3.56±0.65 vs 1.00±0.05,P=0.020,n=9)。结论 TNF-α可上调IP3RⅠ基因启动子活性,从而引起IP3RⅠ蛋白表达升高,增强VSMC内IP3Rs系统介导的Ca2+释放作用,这可能是TNF-α影响VSMC收缩功能参与感染性休克血管调控的机制之一。

血管平滑肌细胞增殖过程中钙调神经磷酸酶对三磷酸肌醇受体Ⅰ型表达的调节

目的研究血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖过程中钙调神经磷酸酶(CaN)对三磷酸肌醇受体Ⅰ型(IP3RⅠ)表达的调节。方法植块法分离培养VSMCs,比色法(MTT法)测定VSMCs的增殖,荧光染色法测定VSMCs的活性,RT-PCR检测IP3RⅠ型mRNA转录水平,免疫印迹法(Westernblot)测定IP3RⅠ型蛋白质翻译水平。结果苯肾上腺素(PE)组VSMCs吸光度显著高于对照组(P<0·05),环孢素A(CsA)组和CsA+PE组VSMCs吸光度显著低于对照组(P<0·05)。PE组活细胞百分数与对照组无显著差异(P>0·05),CsA组和CsA+PE组活细胞百分数显著低于对照组(P<0·05)。PE组IP3RⅠ型mRNA表达水平显著高于对照组(P<0·05),CsA组和CsA+PE组mRNA水平显著低于对照组(P<0·05)。PE组IP3RⅠ型蛋白质表达水平显著高于对照组(P<0·05),CsA组和CsA+PE组蛋白质表达水平显著低于对照组(P<0·05)。结论CaN调节VSMCs增殖与活性,并且在转录水平和翻译水平调节IP3RⅠ的表达。

小剂量氯胺酮抑制坐骨神经分支损伤大鼠脊髓钙网蛋白与三磷酸肌醇受体mRNA上调

目的观察脊髓钙网蛋白（CRT）和三磷酸肌醇（IP3）I型受体在神经病理性疼痛中转录水平的变化，及有效的小剂量氯胺酮治疗对其影响，探讨它们在神经病理性疼痛中的作用。方法成年雄性sD大鼠18只，随机分成假手术对照组、模型组（SNI组）和治疗组（SNI＋T组），分别接受假手术和保留性坐骨神经分支损伤手术。术后SNI＋T组大鼠每日腹腔注射氯胺酮10mg·kg^-1，对照组和SNI组大鼠每日腹腔注射等容量0．9％氯化钠溶液，并每日检测各组大鼠机械缩爪阈值的变化。术后14d处死大鼠，取脊髓L4-6段，用RT—PCR技术检测CRT、IP3R型mRNA表达的变化。结果与对照组相比，SNI模型组大鼠50％机械缩爪阈值显著降低（P〈0．01）；SNI组大鼠脊髓CRT、IBRI型mRNA表达均上调，与对照组比较差异有显著性或极显著性（P〈0．05或P〈0．01）；氯胺酮治疗组上述变化部分降低（P〈0．05或P〈0．05）。结论大鼠脊髓细胞内钙网蛋白和IP3RI受体上调可能参与了慢性神经病理性疼痛的病理过程。

逼尿肌不稳定大鼠逼尿肌组织三磷酸肌醇受体变化的研究

目的：探讨逼尿肌不稳定（DI）大鼠逼尿肌组织三磷酸肌醇受体（IP3R）变化与DI的关系。方法：建立DI大鼠模型,应用逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）方法检测DI及逼尿肌稳定（DS）大鼠逼尿肌组织IP3R亚型变化。结果：DS大鼠及DI大鼠膀胱逼尿肌组织均有IP3RⅠ、Ⅱ、Ⅲ亚型表达,DI大鼠IP3RⅠ、Ⅱ亚型表达显著高于DS大鼠（P〈0.05-0.01）,IP3RⅢ亚型表达差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：DI大鼠IP3RⅠ、Ⅱ亚型表达增强可能参与了逼尿肌不稳定的发生。

替米沙坦对糖尿病肾病大鼠肾组织Ⅰ型1,4,5-三磷酸肌醇受体表达的影响

目的:探讨替米沙坦对糖尿病肾病(DN)大鼠肾组织Ⅰ型1,4,5-三磷酸肌醇受体(IP3R)蛋白及mRNA表达的影响。方法:50只SD大鼠分为5组,即正常对照组(NC组)、DN6周组(D6组)、DN12周组(D12组)、替米沙坦治疗6周组(T6组)和替米沙坦治疗12周组(T12组),各组10只。D6、T6、D12和T12组大鼠制作DN动物模型,造模成功后T6和T12组分别给予替米沙坦治疗6和12周。采用免疫组织化学SP法检测各组大鼠肾组织Ⅰ型ⅠP3R蛋白的表达,RT-PCR测定其mRNA的表达。结果:5组大鼠肾组织Ⅰ型IP3R蛋白和mRNA表达的比较,差异有统计学意义(F=42.321和59.482,P均<0.001);T6、D6、T12和D12组较NC升高,T6组较D6组下降,T12组较D12组下降(P均<0.05)。结论:替米沙坦可能通过降低Ⅰ型IP3R的表达治疗DN。

胃腺癌细胞三磷酸肌醇受体3的表达

1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)在功能上是许多激素、生长因子和神经递质的第二信使,IP3受体(IP34-R)通常局限于内质网,但也被证实存在于核和质膜上.我们采用免疫组织化学染色SP方法检测IP3的Ⅲ型受体(IP3-R3)在胃腺癌细胞的表达.操作按说明书进行,用PBS代替一抗作阴性对照.阳性反应细胞呈黄色到棕黄色颗粒.用多功能真彩色病理图像分析系统(北京麦克奥迪图像技术有限公司产品)分析图像,计算阳性细胞百分率,进行IP3-R3定量分析.所有数据均以均值±标准差(x±s)表示,方差分析,胃腺癌细胞与正常胃黏膜上皮细胞间的比较用t检验处理.

蛇床子素对人血小板内游离钙离子浓度及三磷酸肌醇受体-3表达的影响

目的:研究蛇床子素对凝血酶引起的人血小板内Ca2+浓度的影响,以及对三磷酸肌醇受体-3(IP3R-3)表达的影响。方法:取健康志愿者静脉血,抗凝,取血小板,经不同药物处理后,用流式细胞仪测定细胞内Ca2+的浓度,激光扫描共聚焦显微镜观察三磷酸肌醇受体-3的表达。结果:当细胞外液存在和不存在Ca2+时,不同浓度的蛇床子素均可降低0、2.5、5min时凝血酶引起的血小板内Ca2+浓度的升高,且在较高浓度时具有显著性差异。经不同浓度的蛇床子素处理后,血小板IP3R-3表达的荧光强度和面积均降低,尤其高浓度的蛇床子素作用更为明显,具有显著性差异,低、高浓度的蛇床子素对IP3R-3表达的抑制率分别为36.5%和65.6%。结论:蛇床子素能抑制凝血酶引起的血小板内Ca2+浓度的升高,其中抑制IP3R-3的表达可能是其作用机制之一。