兔骨骼肌ryanodine受体/钙释放通道的AFM研究

Ryanodine受体 (RyR)是位于细胞内质网膜上的钙释放通道 ,在肌细胞的兴奋 -收缩偶联中发挥重要作用。RyR难于结晶 ,以往主要是用电镜和计算机三维重组相结合的方法来获得其高级结构的信息。由于RyR结构庞大 ,易于水解 ,在提取的过程中需要加入外源性磷脂以保护其结构 ,而磷脂的存在对电镜的分辨率有影响 ,所以电镜研究的RyR在提纯过程中一般不添加外源性磷脂 ,这样得到的结构信息并没有反映RyR在生理状况下的真实情况。我们用原子力显微镜 (AFM)对RyR进行研究 ,经过了空气中RyR成像、液体中RyR成像、重组到脂双层中的RyR研究几个阶段 ,提供了RyR在接近生理条件下的结构信息 。

骨骼肌肌浆网ryanodine受体/钙释放通道研究的新进展

着重介绍了骨骼肌内质网上ryanodine受体 /钙释放通道研究的新进展 ,即用原子力显微镜 (AFM)对RyR进行研究 ,经过空气中RyR成像、液体中RyR成像、重组到脂双层中的RyR研究几个阶段 ,提供了RyR在接近生理条件下的结构信息 ,并为进一步研究其结构和功能的关系打下了基础。上述先进的研究方法对运动人体科学的研究有相当的参考和应用价值。

雌激素对大鼠阴道平滑肌细胞兰尼碱受体1和L-型钙通道V1.3表达的影响

目的:研究卵巢去势大鼠阴道平滑肌中兰尼碱受体1(RyR1)和L-型钙通道V1.3(Cav1.3)的表达,以探讨RyR1和Cav1.3与雌激素在女性性功能障碍中的相关性。方法:40只8周龄雌性SD大鼠随机均分成:假手术2周组(A组)、假手术4周组(B组)、去势2周组(C组)和去势4周组(D组)。术后2、4周运用全自动化学发光免疫法测定各组大鼠血清雌激素水平,RT-PCR和免疫组化法检测阴道平滑肌中RyR1和Cav1.3的mRNA及其蛋白表达。灰度比值表示RyR1和Cav1.3的mRNA表达量,积分光密度值表示RyR1和Cav1.3蛋白表达量。结果:血清雌激素水平C组[(0.210±0.026)nmol/L]较A组[(0.505±0.053)nmol/L]显著降低(P<0.01),D组[(0.130±0.031)nmol/L]较B组[(0.476±0.058)nmol/L]显著降低(P<0.01)。RyR1和Cav1.3在各组大鼠阴道平滑肌内均有表达。RyR1mRNA灰度比值C组(0.680±0.073)较A组(0.950±0.064)显著降低(P<0.01),D组(0.220±0.032)较B组(0.890±0.072)显著降低(P<0.01);Cav1.3mRNA灰度比值C组(0.580±0.043)较A组(0.870±0.019)显著降低(P<0.01),D组(0.190±0.020)较B组(0.820±0.021)显著降低(P<0.01)。RyR1蛋白表达积分光密度值C组(96.67±7.75)较A组(123.69±10.66)显著降低(P<0.01),D组(86.45±8.16)较B组(109.31±9.87)显著降低(P<0.01);Cav1.3蛋白表达积分光密度值C组(87.97±6.96)较A组(106.46±8.04)显著下降(P<0.01),D组(69.43±8.30)较B组(97.38±7.56)显著降低(P<0.01)。结论:RyR1和Cav1.3在大鼠阴道平滑肌内均有表达,雌激素可能通过影响大鼠阴道平滑肌中RyR1和Cav1.3的表达参与女性性反应调控。

雄激素对大鼠阴茎海绵体平滑肌中兰尼碱受体1和电压门控钙离子通道1.3表达的影响研究

目的:研究兰尼碱受体1(RyR1)和电压门控钙离子通道1.3(CaV1.3)在去势大鼠阴茎海绵体平滑肌的表达,探讨其在去势后勃起功能障碍发生中的作用。方法:40只8周龄雄性SD大鼠随机均分成:假手术2周组(A组),假手术4周组(B组),去势2周组(C组),去势4周组(D组)。术后实验各组检测血清睾酮(T)水平,免疫组化及RT-PCR技术检测RyR1和CaV1.3在大鼠阴茎海绵体平滑肌中的表达。结果:血清T水平C组[(15.97±5.67)nmol/L]和D组[(2.03±1.57)nmol/L]分别较A组[(90.54±20.13)nmol/L]和B组[(120.35±30.32)nmol/L]显著下降(P<0.05)。RyR1、CaV1.3在各组大鼠阴茎海绵体平滑肌中均有表达,RyR1 mRNA相对表达量灰度比值C组(0.51±0.24)和D组(0.33±0.15)分别较A组(1.53±0.25)和B组(1.37±0.23)显著降低(P<0.05);CaV1.3 mRNA相对表达量灰度比值C组(0.50±0.12)和D组(0.32±0.07)分别较A组(1.33±0.05)和B组(1.25±0.03)显著降低(P<0.05)。RyR1蛋白积分光密度值(IA)C组(120.36±25.78)和D组(67.39±30.54)分别较A组(300.96±135.12)和B组(330.38±128.59)显著降低(P<0.05);CaV1.3蛋白IA C组(103.37±39.52)和D组(67.56±20.15)分别较A组(298.68±126.35)和B组(327.35±117.37)显著降低(P<0.05)。雄激素水平与RyR1、CaV1.3在阴茎海绵体平滑肌中的表达水平具有正相关性。结论:雄激素可能通过RyR1、CaV1.3的表达调控阴茎勃起功能。

L型钙离子通道Cav1.3和兰尼碱受体RyR1在老龄大鼠阴茎海绵体中的表达

目的:研究L型钙离子通道(Cav1.3)及兰尼碱受体(RyR1)在老龄大鼠阴茎海绵体中的表达,为探索老龄性ED发生机制提供依据。方法:A组(2月龄)和B组(18月龄)雄性健康清洁组SD大鼠各10只,测其血清睾酮,采用RT-PCR和免疫组化方法分析两组Cav1.3和RyR1在阴茎海绵体的表达。结果:血清睾酮值在B组较A组显著下降[(1 356±424)ng/Lvs(2 744±964)ng/L,P<0.05]。免疫组化结果积分吸光度(IA)值B组中Cav1.3蛋白表达较A组显著下降(18.65±8.47vs75.48±14.28,P<0.05),B组中RyR1蛋白表达较A组显著下降(21.37±9.64vs78.23±13.57,P<0.05)。Cav1.3 mRNA在B组阴茎海绵体表达较A组显著下降(0.382±0.046vs1.137±0.415,P<0.05),RyR1 mRNA在B组阴茎海绵体表达较A组显著下降(0.146±0.053vs1.215±0.261,P<0.05)。结论:Cav1.3和RyR1在老龄性大鼠阴茎海绵体中表达的降低可能是老龄性ED的发生机制之一。

兰尼碱受体2基因突变与多种类型遗传性心律失常相关

兰尼碱受体2(ryanodine receptor 2,RyR2)是心肌细胞肌质网上重要的钙离子释放通道,在介导心肌收缩和舒张中发挥关键作用。近年来,越来越多的研究报道,编码RyR2蛋白的RYR2基因突变可引发儿茶酚胺敏感性多形性室性心动过速、长QT综合征、特发性心室颤动和心房颤动等多种类型遗传性心律失常。本文旨在综述RYR2基因突变导致的RyR2离子通道功能异常与多种类型遗传性心律失常的发生相关。全面认识RyR2相关的多种遗传性心律失常,将为临床诊疗遗传性心脏疾病开拓思路。

兰尼碱受体1结构及其通道门控机制的研究进展

兰尼碱受体（ryanodine receptor,RyR）是位于肌浆网膜上的细胞内Ca2＋释放通道,在骨骼肌和心肌兴奋收缩偶联等生理过程中发挥重要作用。随着单粒子冷冻电镜技术的应用以及数据分析能力的提高,近期来自中国、美国以及德国的3个课题组分别获得了整体分辨率为3.8（1=10-10 m）、4.8和6.1的高清晰RyR1结构图片,相关研究同时发表于2015年第1期的Nature上,是近年来RyR结构及其门控研究的重要进展。RyR1为相对分子质量〉2 200 000的同源四聚体离子通道,主要包括由NTD、SPRY、P1、P2、B-sol以及C-sol等结构域组成的胞质区和由S1~S6、VSL以及CTD等结构域组成的通道区。Ca2＋作为RyR1门控的主要影响因子,能够与胞质区EF-hand亚结构域结合,引起通道构象的变化并最终导致通道的开放。

缬沙坦对心力衰竭家兔心肌细胞肌浆网兰尼碱受体的影响

目的:探讨家兔慢性心力衰竭(心衰)时心肌细胞肌浆网兰尼碱受体(Ry R2)表达及其释钙功能的改变以及血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂缬沙坦长期干预的意义。方法:27只家兔随机分为三组:假手术组(n=9)、心衰组(n=9)和缬沙坦组(n=9),通过超容量负荷联合压力负荷建立家兔心衰模型,于术后7周观察左心室结构、血流动力学的变化及心肌细胞肌浆网Ry R2的表达和功能的改变。结果:与假手术组比较,心衰组左心室重量指数、左心室舒张末压显著升高(P<0.05),左心室短轴缩短率及左心室射血分数明显降低(P<0.05);与心衰组比较,缬沙坦组左心室重量指数、左心室舒张末期压力显著降低(P<0.05),左心室短轴缩短率及左心室射血分数明显升高(P<0.05);心衰组心肌细胞肌浆网Ry R2表达和其释钙功能显著低于假手术组(P<0.05);缬沙坦组心肌细胞肌浆网RyR2表达和其释钙功能显著高于心衰组(P<0.05)。结论:长期应用缬沙坦能够改善心脏舒缩功能,可能与其增加心肌细胞肌浆网RyR2表达和其释钙功能有关。

骨骼肌钙释放通道与运动

学术背景:骨骼肌Ca2+释放通道是骨骼肌内质网Ca2+释放与摄取的主要结构,与骨骼肌兴奋-收缩耦联密切相关,直接影响着骨骼肌的运动功能,尤其是骨骼肌的收缩速度与力量。目前,研究运动时骨骼骨钙释放通道的结构与功能的变化对于正确认识运动对骨骼肌的生物学作用,提高骨骼肌的收缩速度与力量具有重要的意义,也是某些相关疾病的运动康复与治疗的研究热点之一。目的:总结骨骼肌钙释放通道的特性及其运动时功能变化的研究进展。检索策略:由该论文的研究人员检索PubMed数据库2000-01/2007-06的相关文献,检索词"RYR1,exercise",限定文章语言种类为English。同时检索中国期刊全文数据库、万方数据库2000-01/2007-04期间的相关文章,检索词"骨骼肌钙释放通道;运动",限定文章语言种类为中文。共检索到42篇文献,对资料进行初审,纳入标准:①与骨骼肌钙释放通道运动时结构与功能的变化密切相关。②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章。排除标准:重复性研究。文献评价:文献的来源主要是骨骼肌Ca2+释放通道在不同运动方式方面的随机对照试验。所选用的30篇文献中,6篇为综述,24篇为临床或基础实验研究。资料综合:①骨骼肌钙释放通道是调节骨骼肌细胞内Ca2+浓度的重要蛋白之一,直接参与了骨骼肌的兴奋收缩耦联过程。②有许多调节因素,如一些内源性蛋白(FK结合蛋白、钙调素、钙结合蛋白)和一些离子(Ca2+、Mg2+),通过不同的作用位点与骨骼肌钙释放通道结合,调控骨骼肌钙释放通道的结构与功能。③研究表明,骨骼肌在运动训练后通过二氢吡啶受体和骨骼肌钙释放通道这二种受体蛋白的表达水平提高而增强了肌肉的速度与力量能力;不同运动方式对骨骼肌钙释放通道的影响具有不同的特点。④关于骨骼肌钙释放通道方面的研究虽已取得较大进展,但仍存在许多问题,如骨骼肌兴奋收缩耦联调控机制不十分清楚;不同运动方式对骨骼肌钙释放通道的影响规律有待进一步研究;关于运动影响骨骼肌肌浆网上钙释放通道对Ca2+的转运能力的研究主要是急性运动,对于速度力量性运动方式和长期运动训练对其影响的规律还未见系统报道。结论:骨骼肌钙释放通道上Ca2+的释放与摄取是影响骨骼肌收缩功能的重要基础,不同运动对骨骼肌钙释放通道的影响有不同的规律。

肌质网兰尼碱受体在心力衰竭中的作用

肌质网在心肌的舒缩功能中有重要作用 ,心力衰竭时其功能及组成蛋白发生变化 ,尤其是肌质网兰尼碱受体钙释放通道越来越受到重视。心力衰竭时兰尼碱受体通道过磷酸化使其与FKBP12 .6分子的结合能力下降 ,引起Ca2 + 信号传导的去耦联 ,兴奋 收缩耦联的丧失和舒张时肌质网的Ca2 + 释放等 ,可以导致心肌去极化和触发致死性的室性心律失常。β

兰尼碱受体2参与重大心脏疾病发生发展机制的研究进展

心血管疾病是全球范围内首要的致死原因,严重威胁人类的生命健康。兰尼碱2受体(RyR2)是心肌细胞肌浆网上重要的钙释放通道,其调控机制复杂,一些相关研究仍存在争议。RyR2的基因突变、结构改变、功能障碍或与相关蛋白的相互作用异常均可造成RyR2受体的钙释放阈值降低,引起肌浆网钙异常释放,诱发或加重多种心脏疾病。以RyR2为靶点的药物对心脏疾病很可能具有治疗作用。一种针对RyR2靶点的新药已进入Ⅱ期临床试验,随着RyR2结构、功能及作用机制研究的进一步深入,必将为心血管疾病的早期诊断、鉴别、药物研发等提供更加准确可靠的信息。本文就RyR2参与重大心脏疾病发生与发展机制的研究进行综述。

β-肾上腺素能受体调控心肌细胞钙释放的分子机制

β-肾上腺素能受体（βAR）是最经典的G蛋白耦联受体。在心室肌细胞中，βAR可以提高细胞膜L-型钙通道（LCC）介导的钙内流的幅度和同步性，通过钙致钙释放机制触发肌质网（SR）更强的钙释放活动，从而起到调节心脏收缩能力的作用。然而，目前仍不清楚β-蛋白激酶A（PKA）信号通路如何直接调控肌质网钙释放通道ryanodine受体（RyR）的功能，该领域的研究结果存在很大争议。本文使用特殊的单通道钙成像技术，通过去极化方法激活单个LCC产生钙小星，记录触发的RyR钙火花。结果表明，在βAR激动剂异丙肾上腺素（1μM）作用20分钟内，单个LCC触发的钙火花幅度显著上升，且该效应不依赖于LCC单通道钙电流的变化；βAR激动下钙火花的钙释放电流幅度与肌质网钙储量的比值显著提高，表明βAR信号动员了更多的RyR通道参与同步钙释放活动；βAR激动下钙小星触发钙火花的耦联潜伏期时间缩短，成功率上升，表明βAR信号通路增强了LCC—RyR的分子间耦联效率。上述效应不依赖BAR引起的在肌质网钙储量上升，且能够被PKA抑制剂Rp-β-CPT-cAMP（100μM）和H89（10μM）消除。上述结果证明，βAR—PKA信号能够提高RvR对LCC单通道电流的响应速率和同步性。由此揭示的交感神经调节心脏功能的分子机制，将为进一步研究心脏疾病下βhR信号的异常变化奠定基础。

8 Hz 90 dB次声对大鼠海马细胞内钙离子及内质网钙通道蛋白RyRs表达的影响

目的:实验观察8Hz,90dB次声作用对大鼠海马细 胞内钙离子浓度([Ca2+]i)及内质网钙通道蛋白(Ryanodine receptors,RyRs)的影响,为进一步研究次声作用机制及为次声 卫生防护提供理论依据.方法:将SD大鼠60只随机分为5个 组,即对照组、次声作用1,7,14和21d组,每组再随机分为 Ca2+测定组和RyRs检测组.通过急性细胞分离、Ca2+荧光探针 及激光共聚焦显微镜观察大鼠脑海马细胞[Ca2+]i变化;采用 免疫组织化学方法观察其海马CA1及CA3区锥体细胞RyRs 表达状态.结果:频率8Hz,90dB次声分别作用2h/d,1d、7d 组于作用后海马细胞[Ca2+]i与对照组相比均无显著性差异 (均P>0.05),14d组海马细胞[Ca2+]i显著增高(P<0.01 vsallofothers),21d组明显回落,但较对照组仍然增高(P< 0.05);海马CA1及CA3区锥体细胞RyRs阳性表达细胞数,1, 7d组与对照组相比均无显著性差异(均P>0.05)。

卡维地洛抑制大鼠起搏心肌细胞钙库超载诱导的钙释放

目的:探讨非选择性β受体阻滞剂卡维地洛对起搏心肌细胞钙库超载诱导钙释放(SOICR)的作用及其机制。方法:电刺激起搏大鼠单个心肌细胞并灌注异丙肾上腺素及咖啡因诱导钙库钙超载,从而触发肌浆网钙释放通道(兰尼碱受体2,RyR2)舒张期开放引起SOICR。应用钙离子荧光成像技术记录胞内钙浓度的实时变化。实验分为对照组、卡维地洛组、美托洛尔组、酚妥拉明组和硝苯地平组。结果:(1)与基线刺激时比较,对照组细胞灌注异丙肾上腺素和咖啡因后,起搏细胞钙瞬变振幅显著增高(P<0.01),SOICR的发生率显著增加(P<0.01)。(2)在1~4 Hz起搏频率下卡维地洛组细胞SOICR发生率分别为2.00%、6.00%、10.00%和16.00%,均显著低于对照组(分别为43.59%、74.36%、87.18%和89.74%,均P<0.01);卡维地洛对心肌细胞SOICR的抑制在不同起搏频率下无明显差异(P>0.05)。酚妥拉明、美托洛尔和硝苯地平组细胞与对照组细胞比较,SOICR发生率无差异(均P>0.05)。(3)起搏细胞钙瞬变振幅的比较,各组间相比未见明显差异(P>0.05);咖啡因峰值估测钙库钙总量的比较,各组间也无明显差异(P>0.05)。结论:卡维地洛可明显抑制起搏心肌细胞SOICR的发生,其作用机制可能是直接抑制RyR2的自发性开放而非源于对α1、β1受体和L型钙通道的阻滞作用。

50Hz正弦磁场对肌质网钙释放通道Ryanodine受体的影响

目的探讨正弦磁场对提取的骨骼肌肌质网（SR）囊泡钙释放通道（RyR1）的影响。方法采用动态光谱法和同位素标记方法，分别检测了正弦磁场对SR囊泡Ca^2＋释放初速率、[3H]-Ryanodine平衡结合度、还原型辅酶（NADH）的氧化初速率和超氧（O^-·2）产率的影响。结果0．4mT、50Hz正弦磁场辐照SR囊泡30min，由1 mmol/L NADH与1 mmol／LNAD调控的Ca^2＋释放初速率Con组为（10．82周贞洁0．89）pmol·mg^-1 pro·s^-1、MF组为（14．69±1．21）pmol·mg^-1pro·s^-1；上调了35％，[^3H]-Ryan—odine平衡结合度上调15％，由（2．13±0．05）pmol／mg pro上升到（2．45±0．07）pmol／mg pro。另外，该磁场辐照SR囊泡30min，导致NADH的氧化速率上调22％，由（0．88±0．11）×10^-4 FI／s上升到（1．07±0．13）×10^-4 FI／s；O^-·2产率上调32％，由（0．99±0．09）×10^-5 Fl／s上升到（1．31±0．06）×10^-5 FI／s。结论0．4mT正弦磁场2在低氧化还原电势环境下对RyR1有显著的激活，且该磁场促进了NADH氧化酶的活力和O^-·2产率的增加。

钙离子通道调节剂在神经元的生长锥的作用及临床意义（英文）

钙是神经发育过程中重要的信号分子,其生物学功能通过众多的钙离子通道、交换蛋白及钙结合蛋白来实现。在神经发育过程中,神经元的生长锥利用钙离子的浓度差来进行正确爬行,并最终引导轴突向正确的方向生长。然而,如果钙离子通道出现功能障碍,将会引起生长锥错误地爬行,从而导致神经发育相关疾病的发生。了解特异性表达于生长锥的钙通道,并获得能调控这些钙通道的调节剂对于治疗神经发育相关疾病至关重要。这些调节剂可能已广泛用于其他组织病变,如心血管疾病的治疗。但它们对生长锥上钙通道的调控仍有待进一步研究。最近的研究表明,离子通道调节剂可以作为治疗神经发育相关疾病的药物靶标。本文讨论钙通道调节剂在生长锥引导轴突生长过程中的潜在作用。

心房颤动时心房肌细胞L型Ca^(2+)通道与肌浆网间Ca^(2+)信号转导的探讨

目的:探讨房颤时心房肌细胞膜上L型Ca2+通道与肌浆网之间的Ca2+信号转导。方法:杂种犬10 条,随机分为正常对照组和单纯房颤组。房颤组用起搏器行右心房快速起搏(500±20)次／分,术后观测24周。正常 对照组不植入起搏器。胶原酶Ⅱ型分离心房肌细胞,用激光共聚焦显微镜检测L型Ca2+通道对细胞内Ca2+浓度变 化的影响;L型Ca2+通道与肌浆网三磷酸肌醇受体(IP3R)和兰尼碱受体(RyR)之间的Ca2+信号转导。结果:(1)L型 Ca2+通道与肌浆网IP3R之间的Ca2+信号转导:正常对照组、单纯房颤组的心房肌细胞在用mibefradil和丁卡因分别 阻滞T型Ca2+通道和RvR后给予细胞膜激动剂时,细胞内Ca2+浓度均升高(分别为1．4000±0．0776和1．5169± 0．4414),组间比较无显著差异(P>0．05);(2)L型Ca2+通道与肌浆网RyR之间的Ca2+信号转导:正常对照组的心房 肌细胞在用mibefradil和肝索分别阻滞T型Ca2+通道和IP3R后给予细胞膜激动剂时,细胞内Ca2+浓度升高(1．5576± 0．1989),单纯房颤组的细胞内Ca2+浓度也升高(1．5372±0．2952),两组间比较元显著差异(P>0．05)。结论:房颤时 L型Ca2+通道与RyR和IP3R之间可能存在信号转导,但其可能在房颤时的细胞内Ca2+超载及异常Ca2+信号转导方 面不起重要作用。

心房颤动犬心房肌细胞2型理阿诺受体的分布和表达

目的探讨心房颤动(房颤)时心房肌细胞2型理阿诺受体表达和分布的改变。方法杂种犬10只,分为正常对照组和单纯房颤组,每组5只。单纯房颤组用起搏器进行房颤式快速起搏,起搏频率(500±20)次/min,正常对照组不植入起搏器。24周后取出心脏,用逆转录聚合酶链反应、免疫荧光染色技术检测犬心房肌细胞2型理阿诺受体在mRNA水平的表达和蛋白水平的表达和分布。结果与正常对照组比较,单纯房颤组犬2型理阿诺受体在mRNA和蛋白水平的表达明显低于正常对照组(P<0.05);在细胞质、细胞膜2型理阿诺受体分布均显著减少。结论房颤时心房肌细胞2型理阿诺受体表达下调,2型理阿诺受体可能不是心房肌细胞主要的钙信号调控的受体。