高糖对H9C2心肌细胞系和乳大鼠心室肌细胞钙库操纵性钙内流及相关蛋白的影响

目的探究高糖环境对大鼠胚胎心肌细胞系(H9C2)和乳大鼠心室肌细胞(neonatal rat ventricular myocytes,NRVMs)钙库操纵性钙内流(store operated calcium entry,SOCE)功能的影响,对基质相互作用分子1(stromal interaction molecule 1,STIM1)蛋白表达及其激活结构的作用,完善SOCE在糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)中的潜在致病机制。方法将H9C2和NRVMs细胞分为2组,对照组(5.5 mmol/L葡萄糖)和高糖组(25 mmol/L葡萄糖),分别培养48 h后用激光共聚焦显微镜实时观察各组心肌细胞在毒胡萝卜素(thapsigargin,TG)刺激后Ca2+荧光强度值的变化;采用Western blotting技术检测各组细胞STIM1和钙释放激活钙通道调节分子1(calcium release-activated calcium channel modulator 1,Orai1)蛋白表达的变化;借助化学交联技术和免疫荧光法检测NRVMs的STIM1蛋白的聚集变化;免疫共沉淀技术观察NRVMs心肌细胞内源性STIM1和Orai1蛋白的直接相互作用。结果与对照组相比,高糖组H9C2和NRVMs心肌细胞钙内流(Ca2+ influx)显著增加(P<0.05);高糖组H9C2和NRVMs心肌细胞STIM1以及Orai1蛋白表达上调(P<0.01);钙库排空后,高糖组NRVMs心肌细胞STIM1蛋白聚集体显著增多(P<0.01)。结论体外高糖能诱导大鼠胚胎心肌细胞系H9C2及乳大鼠原代培养心室肌细胞NRVMs的STIM1和Orai1蛋白表达上调,促进STIM1蛋白激活形成聚集体和SOCE激活,Ca2+内流增多。该作用提示高糖增加的心肌细胞SOCE可能与糖尿病心肌肥大有关。

钙库操纵性钙内流参与调节血管内皮细胞增殖与迁移

目的利用体外培养的人脐静脉血管内皮细胞,初步探讨钙库操纵性钙内流(store-operated calcium entry,SOCE)对血管内皮细胞(endothelial cell,EC)功能的影响。方法培养于激光共聚焦培养皿的EC随机分为对照组和不同剂量(10、25、50、75、100μmol/L)SOCE抑制剂(2-APB)干预组。干预组细胞以2-APB干预5 min后,检测各组细胞的SOCE强度(n=10)。培养于6孔板的细胞,根据实验目的,随机分为对照组和不同剂量(50、75、100μmol/L)的2-APB干预组。2-APB干预24 h后,以CCK-8检测各组EC的增殖功能(n=9)、以Transwell培养法检测各组EC的迁移功能(n=10)。2-APB干预2 h后,以Griess Reagent方法检测各组EC的NO产量(n=6)以及用Western blot方法检测各组EC的eNOS变化(n=3)。结果较低剂量的2-APB(10、25μmol/L)对SOCE有抑制趋势,但无统计学意义(P>0.05),较高剂量的2-APB(50、75、100μmol/L)能够显著抑制SOCE(P<0.05)。采用具有显著抑制作用浓度的2-APB(50、75、100μmol/L)抑制SOCE后,能够显著抑制EC的增殖能力(与对照组比较,EC的增殖分别下降33.2%、46.3%和61.2%,P<0.05)、迁移功能(与对照组比较,分别下降33.5%、54.3%和64.9%,P<0.05)、NO产量(与对照组比较,分别下降40.5%、61.9%和73.1%,P<0.05)以及eNOS的合成(与对照组比较,75和100μmol/L组分别下降45.1%和62.4%,P<0.05)。结论 SOCE参与调节EC的增殖和迁移功能,抑制SOCE能引起EC功能异常,此作用可能是通过抑制eNOS的合成实现。

钙库操纵性钙内流参与调节ox-LDL诱导的血管内皮细胞通透性改变

目的利用体外培养的人脐静脉血管内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs),探讨钙库操纵性钙内流(store-operated calcium entry,SOCE)在氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)诱导的血管内皮细胞通透性改变中的作用。方法体外培养HUVECs,传代3次后,用于检测跨内皮电阻(transendothelial electrical resistance,TER)的细胞随机分为对照组和不同剂量ox-LDL(10、25、50、100μg/mL)干预组(n=3)。培养于载玻片上的细胞随机分为对照组和ox-LDL 24 h组、ox-LDL 48 h组,免疫荧光检测细胞骨架蛋白F-actin及细胞连接蛋白VE-cadherin的分布,免疫印迹检测VE-cadherin的含量。细胞孵育钙离子探针(Fluo-3/AM)后,激光共聚焦检测细胞内钙含量(对照组、ox-LDL组、ox-LDL+2APB组)以及SOCE(对照组、ox-LDL 24h组、ox-LDL 48 h组)。结果低剂量的ox-LDL(10、25μg/mL)对TER无明显影响,高剂量ox-LDL(50、100μg/mL)在6 h内对TER影响不明显,但在12 h引起TER降低(P<0.05),此效应在24 h和48 h更加明显(P<0.05)。Ox-LDL(100μg/mL)处理后24、48 h,VE-cadherin的表达减少(P<0.05),并影响F-actin的形态和分布;HUVECs的游离钙浓度显著增加(P<0.05),此效应被SOCE抑制剂2-APB阻断,2-APB能够减弱ox-LDL对TER的影响。ox-LDL(100μg/mL)处理48 h后,SOCE的振幅显著降低(P<0.05)。SOCE降支速度在ox-LDL处理24 h后呈现降低趋势,而在ox-LDL处理48 h后呈显著下降(P<0.05)。结论ox-LDL通过延长内皮细胞SOCE的持续时间上调细胞内游离钙浓度,影响细胞骨架的排列和细胞间连接的完整性,引起细胞通透性的增加。

钙库操纵性钙内流对低氧性肺血管收缩作用的研究进展

低氧性肺动脉高压(HPH)是一种常见的高原病,发病原因主要是早期的肺血管持续收缩,以及后期的肺血管重构。低氧诱导的肺血管收缩与肺动脉平滑肌细胞(PASMC)内Ca^(2+)浓度密切相关,而细胞膜上的电压依赖性钙通道(VDCC)、受体操纵性钙通道(ROCC)、钙库操纵性钙通道(SOCC)、Na^(+)/Ca^(2+)交换蛋白、Ca^(2+)泵以及细胞内钙库的释放都是涉及细胞内Ca^(2+)浓度的主要因素。其中SOCC的机制较为复杂且是影响Ca^(2+)内流的关键。综述了低氧诱导SOCC介导的钙内流对肺血管收缩作用的研究进展。

钙离子在牙釉质矿化中的作用

牙釉质的矿化形成是一个信号分子贯穿始终的过程,釉质矿化通过细胞内多种离子与信号通道的紧密调节和上皮与间充质的相互作用,最终使牙釉质成为人体中矿化程度最高、最硬的组织。Ca^(2+)作为细胞内重要的第二信使分子,在生物矿化中调节许多过程,其中就包括调节釉质蛋白的表达。在牙釉质的基本结构羟基磷灰石晶体中,约含有60%质量的Ca^(2+),由此可见Ca^(2+)是牙釉质的关键和必需成分。因此,Ca^(2+)的正常转运在牙釉质矿化过程中起着关键作用。

TRPC1通道影响血管平滑肌细胞功能的作用及机制

背景:血管平滑肌细胞功能的正常与否与血管疾病的发生密切相关,TRPC1通道能够调控血管平滑肌细胞的功能。目的:总结搜索到的文献中得到的TRPC1通道对血管平滑肌细功能的影响,讨论TRPC1通道影响血管平滑肌细胞功能可能的机制。方法:应用计算机检索北京航空航天大学图书馆、中国知网、百度学术和PubMed Central Medline数据库1969至2017年收录的与血管平滑肌细胞和TRPC1通道相关的文献。英文检索词为"vascular smooth muscle cells,TRPC1 channel,vascular smooth muscle cells function",中文检索词为"血管平滑肌细胞,经典瞬时受体电位通道,血管平滑肌细胞功能",最后纳入1篇中文文献和44篇英文文献进行综述。结果与结论:(1)TRPC1通道是非选择性阳离子通道超家族TRP中的一种,在血管平滑肌上广泛表达,调控血管平滑肌细胞功能的多个方面;(2)TRPC1通道自发现以来,因其对钙库驱动的钙内流的贡献,被认为是细胞上钙库驱动的钙通道的一种。多年以来,人们用基因敲除,RNAi,mRNA阻断和特异性阻断抗体等研究方法,得到了大量关于TRPC1通道影响血管平滑肌细胞功能的研究成果。(3)文章对目前得到的关于TRPC1通道对血管平滑肌细胞影响的研究结果进行了总结,并且探讨了TRPC1通道影响血管平滑肌细胞可能的机制。

基质交感分子1在消化系统疾病中的研究进展

基质交感分子1是新近发现的位于内质网膜上的Ca^(2+)感受器,是一种与细胞Ca^(2+)内流有关的跨膜蛋白。它作为钙库操纵性Ca^(2+)内流过程中的重要调控蛋白,在非兴奋细胞Ca^(2+)稳态平衡中起关键作用。目前已有国内外研究证实基质交感分子1在肿瘤、炎症、免疫等疾病的发生、发展中具有重要作用。本文就基质交感分子1在消化系统疾病中的最新进展进行总结,简述其潜在的基础研究与临床价值。

STIM1在肿瘤发生及转移中的研究进展

基质互作分子1(stromal interaction molecule 1,STIM1)是细胞钙库操纵性钙内流(store-operated calcium entry,SOCE)通路的关键成员,它定位在内质网膜上,并在多种肿瘤细胞中高表达。异常表达的STIM1能够通过影响侵袭伪足(invadopodia)形成、干扰血管生成、介导炎症反应、改变细胞骨架和细胞动力等方式促进肿瘤发生及转移,然而其具体的调控作用机制仍未完全阐明。本文综述了目前STIM1在不同肿瘤发生及转移中的最新研究进展,总结并探讨了其在肿瘤发生及转移中的调控机制,为将来在肿瘤领域对STIM1的深入研究提供借鉴和参考。

SOCE通道在消化系肿瘤中的研究进展

钙库操纵性钙离子内流(store-operated calcium entry,SOCE)是介导胞外Ca2+进入细胞内的重要通道之一.其核心蛋白是位于内质网上的基质相互作用分子1(stromal interaction molecule 1,STIM1)及位于细胞膜上的钙释放激活钙通道蛋白1(calcium release-activated calcium channel protein 1,CRCM1/Orai1).随着研究的不断深入,SOCE通道在肿瘤中的作用机制逐渐阐明并加以完善,同样在消化系肿瘤中SOCE通道也发挥了重要作用.本文重点对SOCE通道基本信息、及其在消化系肿瘤中研究概况进行综述,并初步分析其作用机制.

TRPC通道在神经退行性疾病中的研究进展

细胞内游离钙离子在调控细胞基本的生理活动时起重要作用,这些活动包括基因调控、肌肉收缩、神经内分泌、电信号的整合、神经兴奋性、突触可塑性、细胞增殖和凋亡[1]。在神经细胞中钙稳态被严格调控,研究发现钙稳态的紊乱与帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿病相关[2-4]。

Orai1-STIM1-TRPC1功能复合体在帕金森病中的研究进展

帕金森病(PD)是世界上第二常见的神经退行性疾病,它的发病机制与线粒体功能障碍、氧化应激反应以及钙稳态失衡有关。近年来,PD与Ca^(2+)的关系成为研究热点,钙稳态失衡可通过不同的途径导致PD。细胞内Ca^(2+)水平取决于钙库操纵性钙内流(SOCE),而SOCE由钙释放激活钙通道调节分子1(Orai1)、基质相互作用分子1(STIM1)及瞬时受体电位通道1(TRPC1)相互作用组成的功能复合体调节。常见的PD神经毒素可通过降低Orai1-STIM1-TRPC1复合体功能,损伤SOCE及其下游的信号通路选择性损伤多巴胺能神经元,并且Orai1-STIM1-TRPC1复合体可能通过作用于小胶质细胞以及内质网调控神经炎症、自噬现象以影响PD的发生发展。因此恢复Orai1-STIM1-TRPC1复合体表达及功能,维持钙稳态可能成为PD的有效治疗靶点。