电压门控钙离子通道CaV1.2促进小鼠胼胝体而非运动皮质中成年少突胶质祖细胞的存活

在整个生命过程中,少突胶质祖细胞(OPC)增殖并分化为有髓的少突胶质细胞。OPC表达的细胞表面受体和通道,包括电压门控钙通道(VGCC),使它们能够感知并响应神经元活动。CaV1.2是发育过程中OPC表达的主要L型VGCC,它能调控发育过程中OPC的分化。然而,尚不清楚CaV1.2是否对健康成年中枢神经系统(CNS)中的OPC行为有着相似的影响。为了研究CaV1.2在成年期中的作用,我们通过对60 d的Cacna1cfl/fl小鼠(对照组)和Pdgfrα-CreER::Cacna1cfl/fl小鼠(CaV1.2敲除组)给予他莫昔芬,从而实现条件性敲除OPC中的CaV1.2通道。全细胞膜片钳分析显示,CaV1.2敲除使成年OPC中钙离子通过L型电压门控钙通道内流降低了约60%,这证实了它仍然是成年OPC表达的主要L型VGCC。成年OPC中条件性地敲除CaV1.2,可显着提高OPC增殖能力,但不影响新产生的少突胶质细胞的数量,也不影响其形成的节间体的长度或数量。出乎意料的是,CaV1.2敲除导致胼胝体中OPC的大量损失,以至于在他莫昔芬给药后7 d,CaV1.2敲除小鼠的OPC密度仅为对照小鼠的约42%。OPC密度在CaV1.2敲除后的2周内恢复,因为丢失的OPC被CaV1.2敲除后残存的OPC所代替。OPC密度在运动皮质及脊髓中不受影响。因此我们得出结论,钙离子通过CaV1.2进入细胞内对于胼胝体OPC的亚群而言是关键的生存信号,但这并非对于成熟CNS中所有OPC都是至关重要的。

电压门控离子通道相关癫痫研究进展及奥卡西平的治疗选择

癫痫的本质为脑神经元过度异常同步化放电,钠离子、钾离子及钙离子等相关电压门控离子通道是调节神经元兴奋性的基础,并在此过程中发挥着重要作用,编码上述离子通道的基因突变可影响神经元正常生理功能从而导致癫痫发作。癫痫的病因可分为遗传性、结构性、代谢性、免疫性、感染性及不明原因性,其中遗传性因素是儿童期癫痫的主要病因,约占24%,常见突变基因为PRRT2、SCN1A、KCNQ2和SLC2A1[1]。目前由于二代测序的广泛应用。

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。

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。

细胞膜电压门控钙离子通道蛋白质结构、系统发育分析及应用

细胞膜上的钙离子通道(VGCCs)由α1/α2-δ/β/γ亚基组成,在昆虫方面分L、非L型和T型。介绍了各亚基的组成及其功能,采用软件Mega 4绘制进化树研究GenBank已克隆的各种亚基的遗传性,了解物种VGCCs的分子进化关系,并根据进化树推断出一些α1亚基序列原作者未标记的钙离子通道蛋白类型。从理论上提出研究家蚕和越北腹露蝗VGCCs的重要性,简要论述了钙离子通道蛋白及其阻滞剂在医药和农业上的应用前景。

电压门控性钙离子通道与全麻药物作用机制

在神经系统中电压门控性钙离子通道(VGCs)对神经冲动的产生、传导以及神经递质的释放起着重要作用,然而 目前对VGCs在全麻机制中的作用存在许多争议。本文将综述VGCs的分类、在神经系统中分布和作用以及其在参与全麻机 制中的研究情况,并探讨可能存在的问题。

电压门控钙离子通道阻断剂硝苯地平体外杀伤日本血吸虫成虫作用研究

在体外通过加入不同浓度的硝苯地平与日本血吸虫雄虫共培养,探讨硝苯地平杀伤成虫作用及相关机制。结果表明:0.05-1.00μg/mL硝苯地平作用下雄虫活力值降低,且虫体活力值与硝苯地平浓度之间呈负相关。硝苯地平预孵育可部分恢复吡喹酮作用后的日本血吸虫雄虫活力,但两者联合用药后虫体仍表现为痉挛、卷曲,皮层结构可见损伤变化。电压门控钙离子通道阻断剂硝苯地平体外对日本血吸虫成虫具有杀伤作用,可拮抗吡喹酮对日本血吸虫的杀伤作用。

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。

内皮细胞电压门控钙离子通道及其功能研究进展

内皮细胞(endothelial cell,EC)作为不可兴奋细胞,早前通常被认为缺乏功能性电压门控钙离子通道(voltagegated calcium channel,VGCC),如人脐静脉内皮细胞、牛肺动脉内皮细胞、牛主动脉内皮细胞等。随着膜片钳技术、荧光显微技术、聚合酶链式反应(PCR)技术的发展,越来越多的VGCC在各种内皮细胞中被发现,如人主动脉内皮细胞、大鼠主动脉内皮细胞、大鼠肺微血管内皮细胞等。目前对于VGCC存在与否主要有3种检测方法:利用膜片钳技术对离子通道电流的检测、利用荧光显微技术对胞内钙离子浓度变化的检测、利用PCR技术对离子通道基因或蛋白质表达的检测。内皮细胞不单单是血液和其他相邻组织细胞及基质蛋白间的物理屏障,更重要的是通过细胞膜上VGCC的开放和关闭对细胞和血管组织的生理变化产生显著的影响。一方面,VGCC对胞内钙离子浓度变化的影响,控制着一氧化氮(NO)等血管舒张因子的释放,调节血管张力的平衡。另一方面,作为钙离子内流重要途经的VGCC,经过Ras和MEK通路的诱导、磷酸化PI3K和Akt通路,影响内皮细胞迁移和增殖。此外,部分生理现象,如血管内压力产生的机械应变和血流相关的剪切应力通过激活机械小体,导致K_(atp)通道关闭,引起内皮细胞膜去极化的方式激活VGCC、部分受体、配体的结合及离子通道的开闭需要VGCC的参与,如激活剂为缓激肽的钾离子通道的开闭,激活剂为组胺的阳离子通道的开闭等。总之,鉴于VGCC具有调控内皮细胞兴奋性、分泌、迁移等重要功能,对其深入而广泛的研究对揭示并治疗诸如原发性高血压、动脉粥样硬化等内皮功能性疾病有十分重要的意义。

电压门控钙离子通道的研究进展

电压门控钙离子通道(voltage-gated calcium channel)是一种镶嵌于细胞膜上的大分子蛋白复合体,其中央是高度选择性的亲水通道,允许适当电荷和适当大小的钙离子通过。钙离子通道广泛分布于机体的脑、心脏、平滑肌以及内分泌细胞等组织中,并在基因表达、肌肉收缩和荷尔蒙的释放等生命活动中扮演着重要角色。本文就电压门控钙离子通道的基因编码、生理分布及空间结构的研究进展综述如下。

长牡蛎电压门控钙离子通道β亚基的无标签亲和层析纯化

亲和层析是一种广泛使用的蛋白质分离纯化技术,常用的亲和标签包括谷胱甘肽巯基转移酶(GST)标签、麦芽糖结合蛋白(MBP)标签、多组氨酸(polyhistidine)标签等。然而,外源亲和标签可能会影响蛋白质的结构与功能,通常需要酶切去除,造成实验流程加长、产率降低。某些蛋白质具有与亲和标签相似的氨基酸序列特征,利用这种序列特征尝试无标签纯化可有效避免上述问题。本研究选取C端天然富含组氨酸残基的长牡蛎电压门控钙离子通道(VGCC)β亚基进行无标签亲和层析纯化,结果显示,氨基三乙酸镍(Ni-NTA)能够特异性地结合无标签的β亚基,且结合能力与多组氨酸标签相当。对β亚基C端组氨酸残基分组突变后发现,随着组氨酸残基突变的增多,各突变型β亚基与Ni-NTA的结合能力逐步下降。免疫印迹实验结果表明,β亚基C端(HG)7序列在针对多组氨酸标签的抗体识别中发挥关键作用。VGCCβ亚基的这种天然序列特征也可应用于该膜蛋白复合体提取过程关键步骤的监测。综上,本研究对氨基酸序列中具有亲和标签特征的蛋白质进行了无标签亲和层析纯化,为具有相似特征蛋白质的分离纯化提供了参考。

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。

电压门控性钙离子通道与口腔颌面部疼痛的关系

口腔颌面部神经损伤可引起神经病理性疼痛,其发病机制复杂,目前仍缺乏有效治疗措施。钙离子通道在疼痛的发生中起重要作用,近年来的许多研究发现电压门控性钙离子通道与神经病理性疼痛密切相关,本文就电压门控性钙离子通道与口腔颌面部疼痛的关系作一综述,为研究口腔颌面部疼痛的机制提供思路。

电压门控性阳离子通道的分子结构与机能

通过eDNA克隆和测序,已揭示了电压门控性阳离子通道的一级结构,对其二、三级结构也进行了探讨。已知这类通道的主亚单位由四个同源结构域组成,在空间上以近似对称方式排列,中间形成选择性离子孔道。每一同源重复体含6个跨膜片断(S1～S6),还有两个附加片段SS1和SS2位于S5和S6之间。S4能“感受”跨膜电位变化,使带正电荷的残基向外旋转移动,产生瞬时门控电流,引起构型变化使通道打开。通道的失活则与重复体Ⅲ、Ⅳ之间带正电荷的胞浆侧结构有关。它在去极化构型变化之后产生继发的变化,从胞浆侧阻断已打开的通道口。SS1和SS2则与通道的选择性和门控机制有关。

非洲爪蟾卵母细胞表达系统中N-型电压门控钙离子通道新药筛选模型的建立与优化

N-型电压门控钙离子(Ca^(2+))通道(N-type voltage-gated calcium channel,N-type VGCC,Ca_(V)2.2)在突触前末端响应动作电位介导Ca^(2+)内流,并在突触发生、神经递质释放和伤害性信号传递中发挥重要作用,是神经痛(慢性痛)等重大疾病治疗药物研发的关键靶点。由于钙离子通道体外表达困难,通道电流检测技术复杂,其新药筛选模型极其缺乏。因此,本研究利用非洲爪蟾卵母细胞表达系统,进行Ca_(V)2.2体外重组表达,建立电生理学技术药物筛选模型,并对该表达技术体系进行了优化(本研究获得广西大学伦理委员会审查批准,批准号:GXU-2023-0249)。首先,以大鼠Ca_(V)2.2的主亚基α1B及其辅助亚基α2δ1和β3的cDNA基因为模板,分别在体外进行转录,人工合成了Ca_(V)2.23个亚基的mRNA(cRNA),按照2∶1∶1的质量比混合,将3种cRNA注射到非洲爪蟾卵母细胞中进行表达。随后使用双电极电压钳技术检测Ca_(V)2.2离子通道是否产生细胞膜内向电流,同时对各个表达条件进行了优化,从通道的激活、失活等方面表征了其门控功能。结果显示,在cRNA显微注射后的第3~5天,使用四乙基氢氧化铵(TEAOH)和1,2-双(2-氨基苯氧基)乙烷-N,N,N',N'-四乙酸四酯(BAPTA-AM)处理,可分别消除内源性钾离子通道和Ca^(2+)激活的氯离子通道干扰,成功检测到稳定的Ca_(V)2.2介导的钡离子电流。Ca_(V)2.2的最大激活膜电位为0 mV,当膜电位大于+50 mV时会出现电流方向反转。通过拟合稳态激活和失活曲线获知Ca_(V)2.2的半激活电位和半失活电位分别为-15.9和-60.2 mV。本研究基于非洲爪蟾卵母细胞,通过条件优化,建立了稳定的Ca_(V)2.2表达系统。该体外表达系统可以为靶向Ca_(V)2.2活性化合物或先导药物的筛选提供新的途径。

雌二醇增加脓毒症小鼠心肌电压门控钙通道α1C亚基(CACNA1C)水平

目的探讨雌二醇对脓毒症小鼠心肌电压门控钙通道α1C亚基(CACNA1C)的影响。方法雄性昆明小鼠皮下注射苯甲酸雌二醇,在此基础上利用盲肠结扎穿刺法制作脓毒症模型。小鼠分为雌二醇处理的脓毒症组、脓毒症组、假手术组、雌二醇处理的假手术组。造模后3、6、12、24 h,实时荧光定量PCR检测左心室CACNA1C的mRNA水平,Western blot法检测CACNA1C的蛋白水平;造模后12 h,免疫组织化学染色法检测左心室CACNA1C的表达及分布情况。结果术后6 h,脓毒症组CACNA1C表达显著降低,在12 h和24 h一直处于较低水平。雌二醇处理的脓毒症组小鼠术后3 h、6 h和12 h CACNA1C的水平未见明显变化,24 h其水平显著增加。结论外源性雌二醇可提高脓毒症小鼠左心室CACNA1C水平。

L型钙离子通道与前列腺癌的研究进展

电压门控钙离子通道按照电生理特性分为高电压激活通道和低电压激活通道，高电压激活通道包括I—N、P／Q和R型，而T型则属于低电压激活通道。L型钙离子通道（L-typeCa2＋channels，LTCCs），也称为Cavl家族通道，