Anoctamin家族中钙激活氯离子通道调节剂筛选及应用研究进展

钙激活氯离子通道(CaCC)是一类能通过胞内钙离子激活转运氯离子的通道蛋白,其主要在神经元和肌细胞中参与调节膜电位、细胞内钙平衡和细胞兴奋性等重要的生理作用。Anoctamin(Ano)家族中Ano1是最经典的CaCC,Ano1的靶向调节剂对癌症、囊性纤维化、高血压、腹泻和哮喘等疾病具有潜在治疗作用。自2008年Ano1首次被发现后,先后出现了多种CaCC特异性调节剂的筛选方法,主要包括基于荧光蛋白的高通量初级筛选、电生理膜片钳技术和虚拟筛选,进而发现了多种药理学作用不同的小分子调节剂。本文综述了目前较为主流的筛选方法的原理和优缺点,并对迄今发现的Ano1特异性调节剂的化学结构和潜在的应用进展进行综述。

钙激活氯离子通道对大鼠肺动脉张力的调节作用

目的:研究钙激活氯离子通道及其通道阻断剂尼氟灭酸(niflumic acid,NFA)i、ndaryloxyacetic acid(IAA-94)在苯福林(phenylephrine,PE)引起的肺动脉收缩中的作用。方法:常规离体血管灌流法检测肺动脉环张力;采用钙荧光探针(Fura-2/AM)负载急性酶分离法(胶原酶Ⅰ型和木瓜蛋白酶)获得的大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs),观察NFA和IAA-94对PE诱导的PASMCs胞浆游离钙离子浓度([Ca2+]i)的影响,用荧光分光光度计法检测[Ca2+]i。结果:钙激活氯离子通道阻断剂NFA和IAA-94可以舒张PE引起的肺动脉环收缩;NFA和IAA-94对KCl引起的血管收缩无影响;PE可以引起[Ca2+]i升高,NFA和IAA-94对PE诱导[Ca2+]i升高无影响。结论:钙激活氯离子通道在生理状态下与血管活性药(PE)引起的肺动脉张力变化有关,这为研究其在低氧肺血管收缩中的作用提供了新的线索。

逼尿肌不稳定中钙激活钾/氯通道mRNA表达差异的实验研究

目的 探讨钙激活钾 氯通道在正常和不稳定逼尿肌组织中的mRNA表达变化。方法 雌性Wistar大鼠采用会阴部尿道结扎法制作成膀胱出口梗阻 (bladderoutletobstruction ,BOO)模型 ,经清醒状态膀胱测压确定逼尿肌不稳定(detrusorinstability ,DI)后 ,提取正常与DI逼尿肌组织mRNA ,以RTPCR方法研究组织中大电导钙激活钾通道 (bigconduc tancecalciumactivatedpotassiumchannel,Bkca)、小电导钙激活钾通道 (smallconductancecalciumactivatedpotassiumchannel,Skca)、钙激活氯通道 (calciumactivatedchloridechannel ,Clca)的mRNA表达 ,凝胶成像分析比较其差异性变化。结果 大鼠尿道梗阻后DI发生率 76 17%,膀胱容量及最大逼尿肌压显著增加 (P <0 0 1)。钙激活钾 氯通道在两组大鼠逼尿肌中均有表达 ,其中Bkca、Skca2、Skca3明显降低 ,而Clca明显升高。结论 钙激活钾 氯通道的表达改变可影响逼尿肌兴奋性的反馈调节 ,在逼尿肌不稳定的发病机制中有重要作用。

钙激活氯通道ANO1在小鼠心肌细胞的表达及其功能鉴定

目的:探讨钙激活氯通道蛋白anoctamin 1(ANO1)在小鼠原代培养心肌细胞中的表达及其功能特性。方法:采用胰酶与胶原酶共同消化,联合2次差速贴壁法获得C57BL/6小鼠原代心肌细胞;并用免疫荧光染色法检测α-横纹肌肌动蛋白,以鉴定心肌细胞纯度;应用RT-PCR检测小鼠心肌细胞ANO1 mRNA的表达;免疫印迹检测ANO1蛋白在小鼠心肌细胞的表达情况;应用荧光淬灭动力学实验检测ANO1钙激活氯通道的功能特性。结果:RT-PCR结果表明原代培养的小鼠心肌细胞表达ANO1 mRNA。免疫印迹实验结果显示原代培养的小鼠心肌细胞表达ANO1蛋白。荧光淬灭动力学实验证实表达于小鼠心肌细胞的ANO1具有钙激活氯通道典型的阴离子转运功能特性。结论:ANO1在小鼠心肌细胞中有明确表达,并具有钙激活氯离子通道特性,提示ANO1是钙激活氯通道的分子基础。

TMEM16A:钙激活氯通道研究进展

钙激活氯通道(calcium-activated chloride channels,CaCCs)组织分布广泛,参与了众多生理过程,如感觉传导、神经和心肌兴奋性调节、腺体和上皮分泌等,甚至可能参与细胞分裂周期与细胞增殖。钙激活氯通道生理病理意义如此重要,但直到2008年才报道了跨膜蛋白16A(transmem-brane protein 16A,TMEM16A)为钙激活氯通道的分子基础,同时研究揭示TMEM16A在一些肿瘤组织中表达明显上调。该文即对钙激活氯通道的生理、病理学意义进行综述。

跨膜蛋白16A:钙激活氯通道的最新进展

钙激活氯离子通道(calcium-activated chloride channels,CaCCs)介导了众多生理过程,包括跨上皮离子与液体分泌、心肌和神经兴奋、感觉传导、平滑肌收缩和受精过程等,但目前对于其分子基础等重要问题尚未研究清楚.综述了最新报道的CaCCs分子基础跨膜蛋白16A(TMEM16A)的发现过程、基因结构和功能、离子通道电生理特性、相关病理与药理功能的一些热点问题,并展望了该研究领域的发展趋势.

TMEM16A钙激活氯离子通道在Fisher大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的表达及其电生理特性研究

目的:探讨跨膜蛋白16A(TMEM16A)钙激活氯离子通道在Fisher大鼠甲状腺滤泡上皮(FRT)细胞的表达及其电生理特性。方法:构建pUB6/V5-TMEM16A真核表达载体。脂质体方法转染TMEM16A至FRT细胞,同时优化脂质体和载体的量和比例,获得最佳转染效率和表达效果,杀稻瘟菌素(blasticidin)进行抗生素筛选,获取稳定表达TMEM16A的FRT细胞株。RT-PCR和免疫荧光检测TMEM16A于FRT细胞的表达情况;倒置荧光显微镜下观察TMEM16A在FRT细胞中的表达和定位;应用全细胞膜片钳技术和卤族元素敏感的荧光蛋白YFPH148Q/I152L检测TMEM16A钙激活氯离子通道的功能。结果:BamHⅠ和XbaⅠ双酶切的琼脂糖凝胶电泳和测序结果表明目的基因TMEM16A成功克隆到真核表达载体pUB6/V5中;RT-PCR和免疫荧光实验结果表明经杀稻瘟菌素筛选后的FRT细胞在mRNA和蛋白水平表达TMEM16A,倒置显微镜下观察结果表明TMEM16A在FRT细胞膜上有表达;应用全细胞膜片钳技术和卤族元素敏感的荧光蛋白YFP-H148Q/I152L证实稳定表达于FRT细胞的TMEM16A具有经典的钙激活氯离子通道特性。结论:FRT细胞可高效表达TMEM16A。TMEM16A是钙激活氯离子通道的分子基础。

大鼠肺动脉平滑肌细胞膜钙激活氯通道与细胞质钙的关系及意义

目的观察大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)膜钙激活氯通道(ClCa)与细胞质钙的关系及意义。方法大鼠PASMCs获取采用急性酶分离法。荧光光度法检测细胞质内游离钙离子浓度([Ca2+]i);全细胞膜片钳技术测定PASMCs钙激活氯电流(ICl(Ca));等长张力测定法观察ClCa阻滞剂尼氟灭酸(NFA)和Indaryloxyacetic acid(IAA-94)对大鼠肺动脉张力的影响。结果环匹阿尼酸(CPA)和苯福林(PE)均可引起[Ca2+]i升高;升高的[Ca2+]i可以引出ICl(Ca);NFA和IAA-94可以舒张CPA、PE引起的肺动脉环收缩。结论生理条件下大鼠PASMCs的ClCa是钙依赖性的;细胞外Ca2+内流及细胞质内Ca2+释放均可激活该通道,其参与了血管活性药诱导的肺动脉收缩。

钙激活钾/氯通道对大鼠逼尿肌不稳定调节作用的实验研究

目的 研究钙激活钾 /氯通道对逼尿肌不稳定的调节作用的变化 ,探讨其在逼尿肌不稳定 (Detrusorinstability ,DI)发生中的作用。方法 采用Wistar大鼠DI模型 ,常规制备正常及DI逼尿肌条 ,体外张力测定其自发收缩频率和幅度 ,观察通道阻断剂及开放剂的作用。结果 DI组自发收缩频率与张力较对照组显著增加。大电导钙激活钾通道 (Bigcon ductancecalciumactivatedpotassiumchannel,BKca)阻断后 ,对照组频率降低而张力增加 ,DI组仅频率明显提高 ,开放后对照组频率与张力均降低 ,DI组仅频率明显下降。小电导钙激活钾通道 (Smallconductancecalciumactivatedpotassiumchannel,SKca)阻断后两组的频率与张力均明显增加 ,而开放后则对照组均降低 ,DI组仅频率下降。钾通道阻断或开放后对照组频率与张力的变化幅度明显高于DI组。钙激活氯通道 (Calciumactivatedchloridechannel ,Clca)阻断后 ,DI组频率与张力下降 ,而对照组无明显改变。结论 钙激活钾 /氯通道反馈调节逼尿肌的收缩 ,DI时Kca作用下调而Clca作用上调 。

氯胺酮对缺氧大鼠海马神经元钙激活钾通道的作用

目的 研究氯胺酮对缺氧海马神经元钙激活钾通道 (KCa通道 )的作用 ,以揭示氯胺酮抗缺血性脑损伤的电生理机制。方法 应用膜片钳制技术记录缺氧海马神经元上的单通道电流活动 ,经P clamp软件进行微机采样、储存数据和数据的分析处理。结果 氯胺酮对缺氧海马神经元KCa通道具有明显激活作用 :增加通道开放概率P0 ,缩短通道关闭时间。结论 氯胺酮对海马神经元KCa通道的作用可能为氯胺酮治疗脑缺血损伤的另一种重要机制。

地尔硫卓通过下调钙激活氯离子通道抑制肝癌细胞增殖和运动

目的观察钙离子通道抑制剂地尔硫卓对肝癌MHCC97H、7402细胞增殖和运动侵袭能力的作用,探讨其相应机制。方法采用不同浓度地尔硫卓(0、25、50、100、200、400μmol/L)干预肝癌MHCC97H、7402细胞不同时间(12、24、48 h)后,用MTT法测定地尔硫卓对肝癌细胞增殖的影响,体外细胞划痕实验检测处理后肝癌细胞运动侵袭能力;通过RT-PCR和免疫细胞化学检测地尔硫卓对肝癌细胞中TMEM16A mRNA和蛋白表达水平的影响。结果地尔硫卓能够有效抑制肝癌MHCC97H、7402细胞的增殖和运动侵袭能力,且具有一定的时间和浓度依赖性特点(P<0.05)。其中,100μmol/L浓度的地尔硫卓作用24 h对MHCC97H肝癌细胞抑制较明显,TMEM16A mRNA和蛋白表达减少(P<0.05),而50μmol/L浓度的地尔硫卓作用48 h对7402肝癌细胞抑制较明显,TMEM16A mRNA和蛋白表达减少(P<0.05)。结论地尔硫卓能一过性抑制MHCC97H、7402肝癌细胞侵袭,这种作用可能与其通过调节钙离子通道TMEM16A的mRNA和蛋白表达而发挥肿瘤抑制作用有关。

慢性低氧钙激活氯通道在大鼠肺动脉平滑肌细胞增殖中的作用

目的探讨慢性低氧时钙激活氯通道(ClCa)在大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖中的作用。方法将PASMCs分别置于常氧及慢性低氧下,采用形态学、流式细胞术、免疫细胞化学法,观察ClCa阻滞剂尼氟灭酸(NFA)和indaryloxyacetic acid(IAA-94)对PASMCs增殖的影响。结果慢性低氧:①PASMCs呈合成表型,而常氧为收缩表型,NFA和IAA-94干预后呈合成表型的PASMCs向收缩型转变;②S+G2M期细胞所占比例增高,NFA和IAA-94干预后减低,且G0G1期细胞所占比例增加(P<0.01);③PCNA表达阳性率增高,NFA和IAA-94干预后降低(P<0.01);④c-fos和c-jun蛋白阳性染色A增高,NFA和IAA-94干预后降低(P<0.01)。结论慢性低氧引起细胞表型改变,可促进细胞增殖,而抑制ClCa的活性可抑制细胞的增殖,提示ClCa参与了低氧PASMCs的增殖。

钙激活氯通道TMEM16A在大鼠心房和心室中的表达差异

目的探究钙激活氯通道(Ca CCs)TMEM16A在大鼠心房和心室组织中的表达情况,为临床治疗心肌缺血、心律失常以及心力衰竭等疾病提供新的治疗靶点。方法 2014年10月—2015年9月,将18只清洁级SpragueDawley大鼠适应性饲养1周,采用10%水合氯醛溶液腹腔注射麻醉后取心脏,分离心房和心室组织进行实验。采用Western blotting法和实时荧光定量反转录PCR(RT-q PCR)法分别检测大鼠心房和心室组织中TMEM16A及其mRNA水平。结果大鼠心房和心室组织TMEM16A水平分别为(0.46±0.02)和(0.33±0.03),心房和心室组织TMEM16A mRNA水平分别为(3.55±0.17)和(1.00±0.03),大鼠心房组织中TMEM16A及其mRNA水平高于心室组织(P<0.01)。结论 Ca CCs TMEM16A在大鼠心房和心室组织中均有表达,其在心房组织中的水平高于心室组织。

小鼠气道杯状细胞钙激活氯离子通道胞外段基因的克隆及表达

目的 :克隆并表达小鼠气道杯状细胞的特定钙激活Cl 通道(mCLCA3)。方法 :根据GenBank(No.NM 0 174 74 )的信息 ,设计针对mCLCA3的 3个胞外段基因的引物。以重组质粒pcD NA3.1(- ) /mCLCA3为模板 ,PCR法扩增 3个胞外段的基因。将N端和C端胞外段基因分别亚克隆到原核表达载体pRSET A中 ,中间胞外段基因则亚克隆入原核表达载体pGEX T1中。分别转化大肠杆菌BL2 1(DE3)感受态细胞 ,使用IPTG诱导表达。结果 :酶切鉴定和序列分析表明 ,克隆的mCLCA3的 3个胞外段基因序列与GenBank中登录的完全一致。将这些基因亚克隆到相应表达载体 ,经IPTG诱导在大肠杆菌中获得表达 ,并且表达产物主要以包涵体的形式存在。结论 :获得了mCLCA3抗原分子胞外段基因及其原核表达产物 ,对进一步制备单克隆抗体 ,探讨mCLCA3的通道调控机制具有重要意义。

Ano2是钙激活氯离子通道的分子基础

目的探讨Ano2是否为钙激活氯离子通道的分子基础。方法用RT-PCR技术扩增Ano2编码基因,将Ano2连接到真核表达载体p EGFP-N3;通过脂质体介导将Ano2转染至FRT细胞,抗生素筛选获得稳定表达Ano2的细胞系;倒置荧光显微镜下观察Ano2在FRT细胞中的表达和分布,Western blot检测Ano2的表达;全细胞膜片钳技术研究Ano2的电生理学特性。结果成功构建p EGFP-Ano2真核表达载体;Ano2表达在FRT细胞膜上;Ano2电流呈Ca2+、时间和电压依赖性,电流和电压关系呈外向整流。结论 Ano2是钙激活氯离子通道的分子基础。

沉默钙激活氯通道ANO1促进人前列腺癌PC-3细胞的凋亡

目的探讨沉默钙激活氯通道（anoctamin1,ANO1）对人前列腺癌PC-3细胞凋亡的影响及其分子机制.方法采用siRNA沉默ANO1在PC-3细胞的表达;采用ELISA、流式细胞仪检测细胞凋亡;采用Apo-ONEHomogeneous Caspase-3/7Assay检测Caspase活性;采用基因表达谱分析检测沉默ANO1表达后PC-3细胞内基因变化,以及Real-timePCR和Westernblot验证.将全长ANO1基因（来源于NCBI）与pIRES2-EGFP融合,构建ANO1-IRES2表达载体,获得稳定表达ANO1的RWPE-1细胞系.结果ANO1在人前列腺癌PC-3细胞中呈高表达,沉默ANO1可诱导PC-3细胞凋亡,并增加肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor,TNF-α）表达和Caspase-3/7活性.TNF-α抑制剂来那度胺（lenalidomide）20nmol·L^-1可逆转沉默ANO1诱导的细胞凋亡.同时,ANO1在人正常前列腺细胞RWPE-1中呈低表达,过表达ANO1可降低RWPE-1细胞凋亡,同时降低TNF-α表达和Caspase-3/7活性.总之,ANO1表达与TNF-α呈负相关.结论沉默ANO1表达可诱导PC-3细胞凋亡,其机制可能与激活TNF-α介导的信号转导通路相关.

钙激活氯通道与哮喘黏液过度分泌及气道炎症的关系

哮喘的一个重要特征是杯状细胞增生和黏液过度分泌，大量黏液难以清除引起小气道阻塞并导致气道高反应性，急性哮喘死亡患者尸检显示大小气道均有杯状细胞增生和黏液过度分泌，这种黏液过度分泌导致的气道阻塞是重症哮喘主要死因之一，有研究证实黏液过度分泌是第1秒用力呼气容积（FEV1）下降加速的独立危险因素。

氯胺酮对缺氧大鼠海马神经元钙激活钾通道的作用

脑缺血时细胞外兴奋性氨基酸浓度增高，增高的兴奋性氨基酸将通过N-甲基-D-天门冬氨酸(NM-DA)受体及非NMDA受体门控的离子通道导致细胞内游离Ca^2+浓度([Ca^2+]i)增高，最终将导致神经元的损害或坏死。另一方面，脑缺血也诱导产生多种自身代偿机制，以拮抗各种病理性损伤及增加神经元的存活率。

TMEM16A：一种钙离子激活的氯离子通道

钙激活氯通道(calcium-activated chloride channels,CaCCs)是一类在多种细胞中广泛表达的氯离子通道,介导一系列重要的生理功能。TMEM16A(transmembrane protein 16A)于2008年被确认为CaCCs的分子身份之一。TMEM16A在多种病理生理过程中发挥重要的作用,如卵母细胞多重受精、分泌上皮细胞的液体分泌、平滑肌收缩、神经元兴奋、膜电位调节、感官信号传导以及肿瘤的发生和细胞迁移。近年来,TMEM16A在病理生理学中的作用及其在疾病治疗中的药靶地位受到高度重视。本文对TMEM16A研究的最新进展进行综述。