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.

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”。

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。

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。

高糖对大鼠膀胱平滑肌细胞中钙库操控的钙离子通道的影响

目的观察高糖对大鼠膀胱平滑肌细胞(BSMCs)中钙库操控的钙离子通道(SOCC)的影响。方法通过激光共聚焦显微镜观察记录高糖处理的BSMCs激动和抑制SOCC后细胞内相对荧光强度值,反映其钙离子浓度变化。通过RT-qPCR和Western blot检测SOCC相关组成分子STIM1和Orai1在高糖处理的BSMCs中mRNA与蛋白的表达水平。结果高糖处理的BSMCs加入SOCC激动剂CPA后相对荧光强度显著增加,加入SOCC抑制剂SKF-96365后相对荧光强度显著降低。高糖能上调BSMCs中SOCC重要组成分子STIM1和Orai1的mRNA表达水平以及蛋白表达水平。结论高糖能促进大鼠BSMCs中SOCC的激活,使胞外Ca^(2+)内流,可能为糖尿病膀胱的病因学研究提供新的思路。

钙库调控的钙离子通道对大鼠膀胱平滑肌收缩性调控的研究

目的分析胞内钙库调控的钙离子通道(store operated calcium channels,SOCCs)在大鼠膀胱平滑肌中的功能。方法 RT-PCR检测SOCCs相关蛋白基因表达;使用SOCCs的激动剂CPA(10μmol/L)以及抑制剂SKF-96365(10μmol/L),采用离体肌条的方法观察其肌肉的收缩,全细胞膜片钳技术观察膀胱平滑肌细胞电流,激光共聚焦显微镜观察其膀胱平滑肌细胞内钙离子变化。结果 RT-PCR检测到TRPC3、TRPC4和STIM1基因表达。加入CPA激活SOCCs后,离体肌条实验结果显示膀胱平滑肌离体肌条收缩频率为(5.937 5±1.108 0)/min,比加入CPA前明显增加(P<0.05),收缩幅度为(0.067 1±0.027 0)g,比加入CPA前明显降低(P<0.05);膜片钳实验结果显示钙电流较加入CPA前显著增加,-80 mV电流密度为(-3.127 1±0.908 7)pA/pF,20 mV电流密度为(1.048 1±0.322 5)pA/pF(P<0.05);激光共聚焦显微镜实验结果显示钙离子相对荧光(1.150 7±0.212 1)较加入CPA前显著增加(P<0.05)。加入抑制剂SKF-96365抑制SOCCs后,离体肌条收缩频率为(5.081 3±1.129 5)/min,较加入CPA后显著减缓(P<0.05),收缩幅度为(0.079 0±0.033 0)g,较加入CPA后显著增加(P<0.05);膜片钳显示钙电流较加入CPA后显著减少,-80 mV电流密度为(-2.678 1±0.804 4)pA/pF,20 mV电流密度为(0.907 7±0.346 2)pA/pF(P<0.05);激光共聚焦显微镜实验结果显示细胞内钙离子相对荧光(1.028 9±0.204 7)较加入CPA后显著减少(P<0.05)。结论膀胱平滑肌中可以表达SOCCs相关的通道,膀胱平滑肌的收缩性受到SOCCs的影响。

钙库调控钙离子通道在瑞芬太尼诱发切口痛觉过敏中的作用

目的探讨钙库调控钙离子通道(SOCC)在瑞芬太尼诱发的切口痛觉过敏中的作用。方法雄性SD大鼠36只,2~3个月龄,体重360~380 g,采用随机数字表法分为四组:对照组(C组,n=8)、切口痛组(I组,n=9)、切口痛+瑞芬太尼组(IR组,n=9)、切口痛+瑞芬太尼+SOCC抑制剂(YM-58483)组(Y组,n=10)。IR组和Y组尾静脉泵注瑞芬太尼1μg·kg^(-1)·min^(-1),持续60 min;C组和I组尾静脉泵注生理盐水0.1 ml·kg^(-1)·min^(-1),持续60 min。I组、IR组和Y组于给药后10 min于右后足底做一切口,于给药前24 h(T 0)、给药后2 h(T_(1))、6 h(T_(2))、24 h(T_(3))、48 h(T_(4))测定大鼠热缩足潜伏期(TWL)和机械缩足阈值(MWT)。Y组于每次行为学测试前2 h鞘内注射10μl浓度为1000μmol/L的SOCC抑制剂YM-58483,其余各组注射等容量溶剂PEG300。取L 4-6节段脊髓,采用免疫荧光组织化学法检测脊髓背角SOCC主要蛋白基质相互作用分子1(STIM1)和Orai1阳性细胞计数,采用Western blot法检测脊髓背角STIM1和Orai1以及磷酸化的钙离子/钙调素依赖的蛋白激酶Ⅱα(p-CaMKⅡα,CaMKⅡα的激活状态)蛋白含量。结果与C组比较,T_(1)—T_(4)时IR组TWL明显缩短、MWT明显降低(P<0.05),I组、IR组和Y组脊髓背角STIM1和Orai1阳性信号细胞数、STIM1和Orai1蛋白含量、脊髓p-CaMKⅡα蛋白含量明显增加(P<0.05)。与I组比较,IR组和Y组脊髓背角STIM1和Orai1阳性信号细胞数、STIM1和Orai1蛋白含量、IR组脊髓p-CaMKⅡα蛋白含量明显增加(P<0.05)。与IR组比较,Y组T_(1)—T_(4)时TWL明显延长(P<0.05),T_(2)—T_(4)时MWT明显升高(P<0.05),Y组脊髓p-CaMKⅡα蛋白含量明显减少(P<0.05)。结论SOCC蛋白含量增加参与了瑞芬太尼诱发切口痛觉过敏的形成,鞘内注射SOCC抑制剂YM-58483明显减少了p-CaMKⅡα蛋白含量,改善了大鼠由瑞芬太尼诱发的切口痛觉过敏,提示脊髓中SOCC通路通过磷酸化CaMKⅡα参与了瑞芬太尼诱发切口痛觉过敏的形成。

癫痫与电压依赖性钙通道的分子遗传学研究进展

癫痫是一类抽搐相关性神经系统疾病,严重影响人类的健康。随着分子遗传学的发展,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。本文从分子水平对电压依赖性钙离子通道与癫痫的相关性方面进行综述。

心脏T型钙离子通道

心肌细胞膜存在两种不同的Ca2＋通道（L型和T型）。1953年Fatt和Katz首次发现电压依赖性Ca2＋内流这种重要生理特征,1975年Hagiwara等人经研究又进一步证实。心脏电压依赖性Ca2＋通道被认为与细胞膜去极化过程中调控Ca2＋内流和参与细胞的兴奋、收缩、激素分泌及相关基因转录相关。20世纪80年代,在心肌细胞中第一次记录到两种不同的Ca^2＋通道：L型和T型Ca^2＋通道。

规范瞬时受体电位离子通道对血管重构的作用机制及研究进展

规范瞬时受体电位离子通道(canonical transient receptor potential channel,TRPC)对钠和钙离子具有通透性。各种TRPC同聚体或异聚体复合物调节着血管中平滑肌和内皮细胞的诸多生理功能,它们的异常表达通常与高血压、内皮通透性增加等疾病的发生相关,是导致血管重构的重要分子基础。因此,研究TRPC在血管重构过程中的作用,能够为疾病的治疗提供新思路。

Ca^(2+)-钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ在心脏重构中作用的研究进展

Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ是一种分布广泛的多功能丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,参与调节心脏的多种生理活动,如兴奋-收缩耦联和兴奋-转录耦联等生理过程;然而钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ的持续过度表达会催化激活多种心脏靶蛋白,包括离子通道、Ca2+稳态蛋白、转录因子等,引起兴奋-收缩耦联、兴奋-转录耦联缺陷,提示钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ信号通路是促进心肌肥厚、心力衰竭和心律失常的中心机制之一。现对近几年来这一领域的进展进行扼要综述。

钙非依赖性磷脂酶A_(2)在肾内动脉平滑肌收缩反应中的作用

目的探讨钙非依赖性磷脂酶A_(2)(calcium-independent phospholipase A_(2),iPLA_(2))在肾内动脉平滑肌收缩钙调控中的作用。方法利用离体小动脉张力测定方法,研究iPLA_(2)特异性抑制剂溴烯醇内酯(bromoenol lactone,BEL)对不同钙通道诱导小鼠肾内动脉张力影响,同时利用激光共聚焦测钙技术,探索BEL对花生四烯酸调节钙(arachidonate-regulated Ca^(2+),ARC)通道介导细胞内钙离子内流的影响。结果BEL可抑制血管收缩剂苯肾上腺素和5-羟色胺诱导的肾内动脉浓度依赖性收缩反应(P<0.01);BEL对CaCl_(2)诱导的收缩曲线也有抑制作用(P<0.05);在硝苯地平孵育后的无钙K-H溶液中,BEL对肌浆网钙释放和CaCl_(2)诱导SOC通道钙内流引起的肾内动脉血管收缩均有抑制作用(P<0.05);BEL可明显抑制硝苯地平孵育后人主动脉平滑肌细胞株的ARC通道介导的外钙内流(P<0.01)。结论iPLA_(2)通过调节L型钙通道、肌浆网钙释放、SOC通道及ARC通道功能介导肾内动脉血管的收缩反应。

肥胖时局部增多的过氧亚硝酸盐损伤内皮细胞TRPV4离子通道功能引起高血压

血管内皮细胞当中的钙离子可以介导内皮依赖的超极化从而使得血管舒张,这些钙离子可以来自内质网,或者通过细胞膜上的离子通道进入细胞。血管内皮细胞中A-激酶铆定蛋白150(A-kinase anchoring protein 150,AKAP150EC)-瞬时受体电位离子通道4(transient receptor potential vanilloid 4 channel,TRPV4EC)信号通路激活可以介导胞外的钙离子内流从而使得血管舒张。内皮依赖性舒张功能损伤又是肥胖诱导的高血压的重要发病机制。

天麻钩藤饮对自发性高血压大鼠血清Ca^(2+)浓度及血管平滑肌细胞钙通道的影响

目的:探讨天麻钩藤饮对自发性高血压大鼠(SHR)的血压及血管平滑肌细胞钙通道电生理特征的影响,阐明天麻钩藤饮对血压干预的作用机制。方法:选用12周龄自发性高血压雄性大鼠45只,随机分为5组。治疗4周后测量收缩压,用全自动图像分析系统进行分析,测定血清游离钙浓度,用全细胞模式膜片钳技术记录分析血管平滑肌细胞L型电压依赖性钙通道的特性。结果:①天麻钩藤饮组用药4周后SHR血压下降最明显(P<0.01);②用药前后天麻钩藤饮组血清游离钙浓度改变没有统计学意义(P>0.05);③天麻钩藤饮组有明显减少血管平滑肌细胞Ica-L内流的作用。结论:①天麻钩藤饮和硝苯地平能够抑制早期的高血压,天麻钩藤饮长期降压效果优于硝苯地平;②天麻钩藤饮有明显的阻滞血管平滑肌细胞L型钙离子通道的作用,这可能是其降压作用机制之一。

多索茶碱对支气管哮喘患者外周血嗜酸粒细胞钙依赖性钾离子通道的影响

目的研究多索茶碱对支气管哮喘(简称哮喘)患者外周血嗜酸粒细胞(EOS)钙依赖性钾离子(KCa)通道的作用及机制。方法分离8例哮喘急性发作期患者外周血EOS,并均分为对照组和多索茶碱孵育组,采用细胞贴附式膜片钳技术封接成功后在浴槽液中加入0.2μm ol/L血小板活化因子(PAF)激活KCa通道,比较两组EOS KCa通道动力学的改变。结果细胞贴附式时浴槽液中加入0.2μm ol/L PAF时出现电流活动,对照组通道开放概率为0.135±0.021、开放时间为(5.75±0.40)m s、关闭时间为(2.17±0.50)m s,多索茶碱孵育组其相应值分别为0.044±0.018、(2.39±0.13)m s、(23.73±2.50)m s,两组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论PAF能开放EOSKCa通道,多索茶碱可通过缩短EOS KCa通道开放时间,延长关闭时间,降低哮喘患者EOS KCa通道开放概率。