海刺参(Stichopus japonicus)电压依赖性钙离子通道β亚基基因及其编码产物的结构特点

电压依赖性钙离子通道(voltage-dependent calcium channels,VDCC)是细胞膜上控制Ca2+进入胞内的特殊蛋白质,VDCCβ亚基具有调节其通道活性的作用.使用RT-PCR和RACE PCR技术,从海刺参(Stichopus japonicus)肠中克隆得到电压依赖性钙离子通道β亚基(SjCaβ)基因,所得序列提交GenBank,登录号EU853658.该基因全长1 867 bp,包含1个1 614 bp的开放阅读框(ORF),编码537个氨基酸.将SjCaβ与多种无脊椎动物钙离子通道β亚基进行分析比较,发现它们有较高的同源性,并具有钙离子通道β亚基基因内保守的2个功能区域,即SH3功能区(src-homology 3 domain)和GK功能区(guanylate kinase domain).在功能区域附近还具有电压依赖性钙离子通道β亚基特有的BID区(βinteraction domain),氨基酸保守序列为PYDVVP-RP---VGPSLKGYEVTDMMQKALFDF,进一步确定了得到的cDNA序列为海刺参电压依赖性钙离子通道β亚基.对SjCaβ的二级结构进行了预测,构建了系统进化发育树,并运用同源建模法构建了SjCaβ的三维结构模型.研究结果对深入研究海刺参离子通道的结构以及在信号传导过程中的作用有着重要意义,并为研究海刺参自溶等问题提供一定的理论基础.

低氧预适应下BDNF/TrkB和cAMP/PKA信号通路调控电压依赖性钙离子通道的研究进展

本文探析了低氧预适应对神经系统的保护作用尤其是改善学习记忆能力的相关机制,回顾了电压依赖性钙离子通道在神经系统中的作用以及与学习记忆之间的关系。重点总结了低氧预适应诱导下电压依赖性钙离子通道特性的变化情况,并深入归纳了BDNF/TrkB和cAMP/PKA信号通路对电压依赖性钙离子通道的调节机制以及低氧预适应与这些信号通路之间的关系。通过总结低氧预适应调控BDNF/TrkB和cAMP/PKA信号通路影响电压依赖性钙离子通道相关的最新研究进展,为将来阐明低氧预适应提升认知能力的可能机制奠定理论基础。

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。

电压依赖性离子通道门控的分子机制

５０年代Ｈｏｄｇｋｉｎ和Ｈｕｘｌｅｙ双通道模型及其激活与失活学说，正逐步被８０年代以来的分子生物学和电生理学研究所证实。Ｎａ＋、Ｋ＋离子通道的激活主要决定于高度保守的带正电荷氨基酸残基密集的Ｓ４段，由膜内向膜外方向的拧改锥样旋转。Ｎａ＋通道的失活主要与其Ⅲ－Ⅳ功能区之间的胞内连结襻的“铰链盖”样运动有关；Ｋ＋通道的失活分Ｎ－、Ｃ－、Ｐ－三型，分别发生在Ｎ－、Ｃ－末端和Ｐ区，其Ｎ型失活与Ｎ－末端的“球与链”样运动有关。

脑缺血再灌注损伤神经细胞非谷氨酸依赖性钙离子通道的研究进展

脑缺血再灌注损伤具有复杂的发生机制,大量研究表明,脑缺血再灌注损伤主要与钙超载、兴奋性氨基酸、氧化应激反应、炎症反应、脑水肿和细胞凋亡等有关。其中,Ca2＋超载及其触发的一系列有害代谢反应是导致缺血再灌注损伤神经细胞损伤和死亡的“最后共同通路”。

埃及伊蚊电压依赖性钠离子通道3′端cDNA的克隆及序列分析

目的扩增埃及伊蚊电压依赖性钠离子通道基因3′末端,并对其核苷酸序列进行分析。方法提取埃及伊蚊雌蚊总RNA,以Trsa为反转录引物反转录成单链cDNA,继而设计阳性与阴性对照,采用巢式聚合酶链反应(PCR)和快速扩增cDNA3′末端(3′RACE)技术,对埃及伊蚊电压依赖性钠离子通道基因3′末端进行PCR扩增、克隆与测序。结果获得钠离子通道基因的3′端核苷酸序列共809bp,包括编码区和非编码区poly(A)尾,编码区共编码208个氨基酸。相似性分析结果显示编码区氨基酸序列与家蝇钠离子通道基因3′端氨基酸序列相似性为65%左右。结论成功获得埃及伊蚊钠离子通道基因3′端,为进一步研究该基因的分子生物学特性奠定了基础。

SB203580在电压依赖性钾离子通道阻断剂4-氨基吡啶增强大鼠低氧高二氧化碳性肺血管收缩中的作用

目的:探索电压依赖性钾离子通道(K V)和p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路在低氧高二氧化碳性肺血管收缩(HHPV)中的作用。方法:制作正常SD大鼠离体二级肺动脉环,在常氧及低氧高二氧化碳条件下观察肺动脉环的张力变化;在急性低氧高二氧化碳条件下,分别用K V阻断剂4-氨基吡啶(4-AP)、p38 MAPK信号通路抑制剂SB203580和4-AP+SB203580孵育二级肺动脉环,测定各组血管环的张力值。结果:在急性低氧高二氧化碳条件下,(1)肺动脉环呈现双相性的收缩(P<0.05或P<0.01);(2)经4-AP孵育的二级肺动脉环,II期收缩幅度增强(P<0.05或P<0.01);(3)SB203580能使4-AP所致的二级肺动脉环II期持续收缩幅度显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论:4-AP可增强大鼠HHPV的作用,而SB203580能使4-AP所致的二级肺动脉环II期持续收缩幅度显著降低,提示p38 MAPK信号通路的参与可能是K V调节大鼠HHPV作用的重要机制之一。

电压依赖型钙离子通道和癫

癫疒间 是一种最基本的神经障碍 ,其发病机制复杂 ,临床治疗困难。近年来随着分子基因和药理学研究的进展 ,钙离子通道在癫疒间 发病中的作用已经越来越被人们所认知。本文首先介绍了电压依赖性钙离子通道的分类 ,然后从基因和药理学的角度综述其在癫疒间 发病中的作用 ,最后描述了所述信息和癫疒间 治疗药物发展之间的联系 ,为癫疒间 的治疗提供了广阔的前景。

癫痫与电压依赖性钠离子通道的分子遗传学进展

癫痫是一类抽搐相关性神经系统疾病，其发病机制复杂，临床治疗困难，严重影响人类的健康。随着分子遗传学和药理学的发展，癫痫的发病机制也取得了很大的进展。大量的研究表明，电压依赖性离子通道在癫痫的发病中发挥着重要的作用。现从分子水平对电压依赖性钠离子通道与癫痫的相关性及其亚基的相互作用方面进行综述。

G蛋白对神经细胞电压依赖性离子通道的直接调制作用

神经递质对神经细胞电压依赖性离子通道具有调制作用。近年来观察到，神经递质可通过Ｇ蛋白介导对神经细胞电压依赖性离子通道直接发挥调制作用，而不经过目前已知的多种第二信使的介导，使人们对递质、Ｇ蛋白与电压依赖性离子通道间的相互关系有了新的认识。本文归纳了神经递质通过Ｇ蛋白对电压依赖性通道的直接调制的表现。

小鼠耳蜗螺旋神经节细胞电压依赖性离子通道的研究

目的 了解小鼠耳蜗螺旋神经节细胞电压依赖性离子通道的特性。方法 采用耳蜗螺旋神经节细胞与耳蜗基底膜整体培养和膜片钳全细胞记录方法。结果 采用出生后 0至 5d的C5 7BL/ 10J小鼠 (n =30 ) ,耳蜗螺旋神经节细胞与基底膜一道取出 ,培养 8～ 48h后 ,基底膜内侧和周围散落的螺旋神经节细胞贴壁良好 ,便于进行生理学记录。螺旋神经节细胞根据在电流钳记录下有无动作电位来鉴别 ,健康的细胞在刺激电流的起始端和结束端均可记录到动作电位。细胞平均静息电位 ( x±s,下同 )为 (- 5 5± 5 )mV(n =39) ,平均动作电位幅度为 (- 6 1± 11)mV(n =31)。用电压钳方法在Hank液中可记录到快速的TTX敏感型内向钠电流和TEA、4-AP敏感型外向持续性钾电流 ,平均电流幅度 ( x±s,下同 )分别为 (- 2 .0± 1.1)nA(n =39)和 (3.0± 1.3)nA(n =39)。在含有高浓度钡离子的细胞外液中 ,阻断钾电流和钠电流后 ,可记录到幅度为 (- 1.0± 0 .7)nA(n =2 0 )的钙电流。部分细胞还记录到大约 2 0次 /s的自发性放电 (n =4) ,放电幅度约为 2nA。结论 新生小鼠 (小于 5d)螺旋神经节细胞可随基底膜一道从耳蜗中分离培养。培养 8～ 48h后的螺旋神经节细胞活性良好 ,便于进行生理学记录。达到全细胞记录状态后 ,大部分细胞可记录到动作?

体外培育牛黄抑制大鼠三叉神经节细胞电压依赖性钙通道电流参与镇痛机制

目的:研究体外培育牛黄(CBS)对大鼠三叉神经节(TRG)细胞电压依赖性钙通道电流(ICa)的影响,探讨牛黄镇痛作用的电生理机制。方法:在培养大鼠TRG细胞上采用全细胞膜片钳记录ICa。结果:CBS能够剂量依赖性地抑制TRG细胞电压依赖性钙通道电流,0.2,2,20μg.ml-1CBS可使钙电流幅值分别减少(30.3±4.7)%、(41.9±3.6)%和(56.7±6.8)%(n=6,P<0.01)。结论:CBS对钙电流的阻滞作用可能是其镇痛作用机制之一。

P2受体介导对大鼠三叉神经节神经元电压门控性钙离子通道的作用

目的应用全细胞膜片钳研究P2受体介导对大鼠的三叉神经节(TG)神经元上电压门控性钙离子通道(VGCC)的作用。方法急性分离大鼠TG神经元细胞,通过全细胞膜片钳记录电压门控性钙离子通道电流,分别灌流腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)及P2X、P2Y受体的激动剂,观察其对VGCC电流的作用。结果 ATP对大鼠TG神经元细胞的VGCC电流有可逆的抑制作用(P<0.05),P2X受体激动剂αβ-meATP能够显著抑制TG神经元的VGCC电流(P<0.05),而P2Y受体激动剂2-MeSADP对VGCC电流无明显作用。结论 P2受体介导对大鼠的TG神经元上VGCC电流有抑制作用。

调控T型钙通道Ca_v3.1电压依赖性失活的分子结构域(英文)

T型钙通道（Cav3）广泛分布于各类细胞,其显著的电生理学特点是低电位激活和快速的电压依赖性失活.失活在通道的生理功能调节中起十分重要的作用,但具体参与通道失活的分子基础目前并不完全清楚.为明确Cav3.1通道中调控电压依赖性失活的结构域,用Cav1.2通道（无电压依赖性失活）结构域Ⅰ和Ⅱ中的S1-S4、S5-S6区及Ⅰ和Ⅱ间的联系区替换Cav3.1中的相应区域,构建嵌合通道,并在卵母细胞中表达,用电压钳技术分析通道的电生理学特性.结果表明,替换Ⅰ中的S1-S4或S5-S6区可使Cav3.1的失活特性显著改变,但这种改变主要是由激活-失活偶联所致.Ⅱ的替换使通道的失活曲线参数发生显著改变,表明结构域Ⅱ,包括S1-S4和S5-S6均参与Cav3.1失活过程的调控.Ⅰ、Ⅱ间的联系区及Ⅰ中的S5-S6主要调控Cav3.1的失活速率,Ⅰ和Ⅱ中的S1-S4对通道失活速率无影响.综上所述,结构域Ⅱ是调控Cav3.1电压依赖性失活的关键因素,结构域Ⅰ不参与该通道失活过程的调控.Ⅰ、Ⅱ间的联系区及Ⅰ中的S5-S6主要调控Cav3.1通道的失活速率,Ⅰ、Ⅱ中的S1-S4对通道失活速率无影响.

大鼠动脉性和静脉性蛛网膜下腔出血对脑动脉平滑肌细胞电压依赖性钙通道电流的作用

目的探讨动脉性和静脉性蛛网膜下腔出血(SAH)对脑动脉平滑肌细胞电压依赖性钙通道(VDCCs)电流与动静脉血中氧合血红蛋白(Oxy Hb)浓度以及脑血流量的关系。方法取36只清洁级大鼠,在立体定向仪辅助下,采用鞍上池内注射自体动脉血或静脉血制作大鼠SAH模型。分为动脉性SAH(14只)、静脉性SAH组(13只)和假手术组(9只),并测定动脉血和静脉血Oxy Hb浓度。SAH模型建立后3 d,用膜片钳检测大鼠脑静息电位和VDCCs电流,用荧光微球法定量分析脑血流量(CBF)。结果 (1)动脉性SAH大鼠Oxy Hb水平明显高于静脉性SAH,分别为(127±4)、(54±6)g/L,假手术组为(50±5)g/L,3组比较差异有统计学意义(P<0.01)。(2)动脉性SAH组VDCCs最大电流明显高于静脉性SAH组和假手术组,分别为(3.22±0.31)、(2.19±0.27)、(2.18±0.29)p A(P<0.01)。动脉性SAH组VDCCs电流由L-和R-型构成,而静脉性SAH组电流仅由L-VDCCs构成。(3)动脉性SAH组脑血流量明显低于静脉性SAH组和假手术组,分别为(0.83±0.14)、(1.28±0.28)、(1.35±0.19)ml/(g·min)(P<0.01)。结论动脉性SAH对脑动脉平滑肌细胞VDCCs表达和功能的改变作用大于静脉性SAH,该差异可能与动静脉血中Oxy Hb等血管痉挛因子的浓度和成分差异有关。

钙离子通道在肺动脉高压发病机制中作用的研究进展

肺动脉高压(PAH)是一组以不受控制的肺血管重塑、持续的血管收缩和原位血栓形成为特征的临床综合征。PAH的发病机制至今仍不完全清楚,但越来越多研究表明,离子通道在PAH发病机制中具有重要作用。在离子通道中,Ca2+作为第二信使,能够参与人体内众多的生理和病理过程。电压门控钙通道、钙库操纵性钙通道、受体操纵性钙通道、牵拉激活离子通道中的Piezo1、N-甲基-D-天冬氨酸受体等钙离子通道对细胞内钙稳态至关重要,不仅可通过Ca2+浓度改变引起肺血管收缩,还可通过不同信号通路引起肺血管重塑,从而参与PAH的发生、发展。但钙离子通道在PAH中的具体作用机制仍需进一步探索。

弱精子症患者精子中电压依赖性钙通道基因表达的变化

目的:探讨弱精子症患者精子中电压依赖性钙通道基因的功能性亚单位α1mRNA表达与弱精子症的关系。方法:首先根据WHO标准用计算机辅助精液分析(CASA)方法对供精者提供的精液进行筛选,然后用Per-coll非连续梯度离心法对精子进行优化,最后应用半定量反转录酶-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术分别检测50例正常组成熟运动精子和50例弱精子症患者精子中各类型电压依赖性钙通道的α1mRNA相对表达量。结果:与正常成熟运动精子相比,弱精子症患者精子中电压依赖性钙通道的α1B(39.40±9.47)、α1C(48.30±11.60)、α1E(3.20±0.78)、α1G(8.40±2.03)、α1H(5.70±1.47)mRNA表达的差异具有极显著意义(P<0.01)。结论:L型和/或非L型电压依赖性钙通道的基因表达异常可能是导致人类精子运动能力下降的原因之一,为人类弱精子症病因提供了新的研究方向。

水杨酸钠对大鼠海马神经元电压门控性钙离子通道的影响

目的：研究水杨酸钠对大鼠海马神经元上电压门控性钙离子通道的作用，为海马参与耳鸣引起的情绪变化提供电生理学的依据。方法利用脑片膜片钳技术观察水杨酸钠对大鼠海马神经元电压门控性钙离子通道电生理学特性的影响。结果水杨酸钠对电压门控性钙离子通道电流（ ICa ）有抑制作用，而且具有浓度依赖性（0.1~10 mmol · L-1）。水杨酸钠对海马神经元ICa的半抑制浓度（ IC50）为1.64。1 mmol·L-1水杨酸钠对ICa的稳态激活动力学有明显影响，使ICa的稳态激活曲线向超极化方向移动大约9 mV左右，但是对其稳态失活动力学没有明显影响。结论水杨酸钠以浓度依赖的方式抑制 ICa ，对其稳态激活动力学有明显影响。水杨酸钠对大鼠海马神经元上ICa的影响可能与海马参与耳鸣引起的情绪变化相关。

电压依赖性钙通道与β细胞功能

电压依赖性钙通道(VDCC)是生物体内一大类钙通道,随着膜电位的改变而出现通道的开放、关闭和失活,调节细胞内Ca2+浓度,最终产生生物学效应。其亚型结构各异,在胰腺、心、脑、肾上腺、视网膜及神经等组织器官均有不同程度的分布。VDCC存在的普遍性决定了其作用的广泛性。在胰腺β细胞上,VDCC亚型包括L-型钙通道和非L-型钙通道,对β细胞的钙电流均有贡献,且都参与了胰岛素的分泌过程,对胰岛素的分泌时相起调控作用。因此,了解β细胞中VDCC不同亚型的特点、分布及生物学作用,对阐明糖尿病的发病机制、寻找有效的治疗策略具有重要意义。