中电导钙激活钾离子通道在心脑血管疾病中的研究进展

在非传染性疾病中,心血管疾病(CVD)是导致死亡的主要原因。根据2023年更新的美国心脏学会报告,2017~2020年全球心血管疾病的患病率高达48.6%[1]。在中国,CVD的患病率和死亡率逐年上升,给社会带来巨大的经济负担。因此,心血管疾病的机制研究及诊治具有重要意义。

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。

绿原酸通过基因编码基质相互作用分子/钙释放激活钙调节蛋白通路改善糖尿病小鼠动脉粥样硬化的机制

目的探讨绿原酸(CGA)通过基因编码基质相互作用分子1(Stim1)/钙释放激活钙调节蛋白1(Orai1)通路改善糖尿病小鼠动脉粥样硬化(AS)的机制。方法将30只C57BL/6J雄性小鼠随机分为对照组、模型组、CGA组,每组各10只。采用高脂饲料饲养加腹腔注射50 mg/kg的链脲佐霉素(STZ)建立糖尿病AS小鼠模型,对照组采用普通饲料+等量生理盐水,CGA组建立模型后给予CGA干预,模型组给予等量生理盐水。HE染色、油红O染色观察动脉斑块情况;CCK-8检测主动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖活力;qPCR检测Stim1、Orai1表达水平。结果CGA组、模型组的斑块沉积面积大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而CGA组的斑块沉积面积小于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组、CGA组的VSMCs增殖率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而CGA组的VSMCs增殖率低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。模型组、CGA组的Stim1、Orai1水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);而CGA组的Stim1、Orai1水平低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论CGA能够改善糖尿病AS及VSMCs增殖,其机制可能与调节Stim1/Orai1通路有关。

多囊蛋白2离子通道功能及在常染色体显性多囊肾发病中的作用机制

多囊蛋白2 (polycystin-2,PC2,或称TRPP2,PKD2)是一种瞬时受体电位通道(transient receptor potential channel,TRP),在维持细胞正常的Ca~(2+)信号传导中起着关键作用,也是最常见的单基因常染色体显性遗传多囊肾病(transient receptor potential channel,ADPKD)的潜在病因之一。PC2可自身组装为同源四聚体离子通道或与其他蛋白质形成异源受体-离子通道复合物,参与调节机械感觉、细胞极性、细胞增殖和凋亡等多种生理功能,导致囊性细胞从正常的吸收、静止状态转变为病理性分泌、增殖状态。本文阐述了PC2蛋白相关结构域以及通道特性在维持细胞内Ca~(2+)信号传导中的关键作用,并总结了PC2在细胞膜、纤毛、内质网以及线粒体等特定亚细胞定位形成多囊蛋白复合物,参与多种细胞分化、增殖、存活和凋亡相关信号通路,为确定特异性的有效的ADPKD干预治疗途径和靶点药物提供新的思考方向。

小电导的钙激活钾离子通道1的真核表达及其在乳腺癌细胞增殖中的作用

目的构建重组的真核表达质粒pENTER-小电导的钙激活钾离子通道1(small conductance calcium-gated K+channel 1,SK_(Ca)1),并研究其在乳腺癌细胞密歇根癌症基金会7号(Michigan cancer foundation-7,MCF-7)中的表达;观察SK_(Ca)1的亚细胞定位;检测SK_(Ca)1在乳腺癌细胞增殖中的作用。方法从MCF-7细胞中抽提总RNA并逆转录成cDNA;以cDNA为模板扩增SK_(Ca)1基因,通过无缝克隆技术将基因片段克隆至真核表达质粒pENTER中;质粒转染MCF-7细胞后,分别用Western blot和免疫荧光实验检测SK_(Ca)1的表达及亚细胞定位,用细胞计数试剂盒8(cell counting kit-8,CCK-8)实验测定SK_(Ca)1的细胞增殖效应。结果成功构建了带有标签的重组真核表达质粒pENTER-SK_(Ca)1,并在乳腺癌细胞MCF-7中高效表达;SK_(Ca)1主要分布于细胞质和细胞核,并能促进乳腺癌细胞增殖。结论成功制备了研究SK_(Ca)1的必要工具原料并对其分子机制进行了初步探索,为深入研究SK_(Ca)1在乳腺癌细胞中的信号转导作用奠定了基础。

钙离子激活的氯离子通道蛋白TMEM16A在女性生殖系统中的研究进展

作为钙离子激活的氯离子通道(Ca CCs)分子基础的跨膜蛋白16A(TMEM16A)分布于人体多种组织器官中,对许多生理和病理过程具有重要意义。近年来,对TMEM16A在女性生殖系统中分布和作用的研究逐渐增多,比如参与子宫平滑肌的收缩、影响卵巢颗粒细胞雌激素的合成以及调节卵母细胞的形态等,这些都提示了TMEM16A在女性生殖系统中的生理重要性。现本文将就TMEM16A在女性生殖系统各方面的最新研究进展进行综述。

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。

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。

钙离子调控KLK4表达对成釉细胞生长的影响

目的探讨钙离子对成釉细胞中激肽释放酶4(kallikrein-4,KLK4)表达及细胞生长的影响,为钙离子促进牙釉质正常矿化提供实验依据。方法采用不同浓度CaCl_(2)(0、2.0、2.5、3.0、3.5 mmol/L)处理成釉细胞株ALC(ameloblast-lineage cell)24 h、48 h,q RT-PCR和Western blot检测KLK4 mRNA和蛋白表达水平;CCK-8检测细胞相对活力;流式细胞术、Hoechst 33342染色检测钙离子对细胞周期和细胞凋亡的影响;Western blot检测葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein 78,GRP78)的蛋白表达水平。结果与对照组(0 mmol/L CaCl_(2))相比,2.5、3.0、3.5 mmol/L CaCl_(2)处理细胞24 h后,KLK4 mRNA表达上升(P<0.05),2.0、2.5、3.0、3.5 mmol/L CaCl_(2)处理细胞24 h后,KLK4蛋白表达上升(P<0.05);3.0、3.5 mmol/L CaCl_(2)处理细胞48 h后,KLK4 mRNA和蛋白表达上升(P<0.05)。与对照组相比,2.0、2.5、3.0 mmol/L CaCl_(2)处理ALC细胞24 h、48 h后,细胞活力增加(P<0.05),其中2.5 mmol/L CaCl_(2)组中细胞活力最高。Hoechst 33342染色结果显示,3.0、3.5 mmol/L CaCl_(2)促使ALC细胞发生凋亡。流式细胞仪检测结果显示,与0、2.0、2.5、3.0 mmol/L CaCl_(2)组相比,3.5 mmol/L CaCl_(2)处理ALC细胞24 h后,G2/M期细胞比例增加,细胞凋亡率上升(P<0.05)。3.0、3.5 mmol/L CaCl_(2)处理细胞24 h后,与对照组相比,GRP78蛋白表达下降(P<0.05);2.5 mmol/L CaCl_(2)处理细胞48 h后,与对照组相比,GRP78蛋白表达下降(P<0.05)。结论钙离子促进ALC细胞中KLK4表达上升、细胞活力增加,但较高浓度的钙离子可使ALC细胞的G2/M期阻滞,诱发ALC细胞凋亡,降低凋亡相关蛋白GRP78的表达。

钙离子通道蛋白CatSper在吸烟小鼠模型中的表达

目的:建立吸烟小鼠模型,检测小鼠精子特异性钙离子通道蛋白CatSper在RNA和蛋白水平表达的变化,分析与精子活力之间的关系,为吸烟导致雄性生殖损害的分子机制研究提供可靠的实验数据。方法:建立吸烟小鼠模型,运用非连续密度梯度离心分离精子并进行活力检测,RT-PCR检测小鼠精子mRNA表达的变化,免疫组织细胞化学技术观察小鼠CatSper蛋白的表达,免疫印迹进一步对CatSper蛋白表达的变化趋势进行统计学分析。结果:正常对照组,轻、中和重度吸烟组(a+b)级精子百分率[(87.6±16.2)%vs(72.9±13.0)%vs(68.1±16.0)%vs(44.6±15.0)%,P<0.05]、CatSper mRNA相对表达量(0.915±0.202 vs 0.712±0.121 vs 0.522±0.126 vs 0.258±0.177,P<0.05)、免疫印迹相对表达量(0.882±0.208 vs0.693±0.202 vs 0.471±0.251 vs 0.263±0.198,P<0.05)均依次降低,免疫组化结果显示吸烟使CatSper蛋白在睾丸组织中表达降低;相关性分析结果表明(a+b)级精子百分率与CatSper mRNA和蛋白呈正相关。结论:吸烟明显抑制小鼠钙离子通道蛋白CatSper的表达,精子活力与CatSper的表达呈正相关,提示CatSper表达降低可能是吸烟导致雄性精子活力损伤的分子机制之一。

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。

N-乙酰半胱氨酸通路对AGT-REN双转基因高血压小鼠心肌成纤维细胞中电导钙激活钾离子通道蛋白表达的影响及其意义

目的:探讨高血压过程中心肌成纤维细胞(CFs)氧化应激水平与中电导钙激活钾离子通道(KCa3.1)蛋白表达的关系,阐明KCa3.1在心肌纤维化中的作用及机制。方法:原代培养雄性AGT-REN双转基因高血压小鼠(dTH)CFs,另培养同品系野生C57B6小鼠CFs作为对照。dTH小鼠CFs随机分为高血压组(dTH)和N-乙酰半胱氨酸组(NAC),dTH小鼠CFs给予不同浓度NAC干预24h。MTT法检测细胞增殖情况,双氯荧光素(DCFH-DA)探针检测细胞活性氧(ROS)分子表达,Western blotting法检测细胞培养上清collagenⅠ、collagenⅢ和细胞中KCa3.1通道蛋白表达、PI3K信号通道蛋白磷酸化改变。结果:4、8和12月龄dTH小鼠CFs中ROS和KCa3.1通道蛋白表达水平与2月龄dTH小鼠比较均增加(P<0.05或P<0.01);MTT检测,应用1×10^(-6)、1×10^(-5)、1×10^(-4)和1×10^(-3) mol·L^(-1) NAC干预后,dTH小鼠CFs增殖率分别为165.9%、138.72%、110.92%和109.82%,与dTH组比较,1×10^(-4)和1×10^(-3) mol·L^(-1) NAC对CFs增殖抑制作用明显(P<0.01)。与对照组比较,1×10^(-4) mol·L^(-1) NAC组小鼠CFs中Ⅰ、Ⅲ型胶原合成明显减少(P<0.01);Western blotting检测,与对照组比较,1×10^(-4) mol·L^(-1) NAC组小鼠CFs中KCa3.1通道蛋白表达水平下降(P<0.01);dTH小鼠CFs中p-Akt/T-Akt表达水平较对照组增加(P<0.01),而1×10^(-4) mol·L^(-1) NAC组小鼠CFs中p-Akt/T-Akt表达水平下降(P<0.01)。结论:ROS清除剂NAC抑制dTH高血压小鼠CFs中KCa3.1通道蛋白表达,可能与其上调细胞中PI3K信号通道磷酸化水平有关。

钙激活性中电导钾离子通道在宫颈癌组织中的表达及其在细胞凋亡中的作用

目的观察钙激活性中电导钾离子通道(IKCa1)在宫颈癌组织中的表达变化及其在宫颈癌HeLa细胞凋亡中的作用。方法用RT-PCR检测18例正常宫颈组织及15例宫颈癌组织中IKCa1 mRNA的表达;用IKCa1通道的阻断剂克霉唑处理宫颈癌HeLa细胞,用RT-PCR检测细胞IKCa1 mRNA的表达变化,MTT法观察细胞增殖抑制的变化。结果宫颈癌组织中IKCa1 mRNA的阳性表达率(73.33%)及表达水平(1.14±0.45)明显高于正常宫颈组织(11.11%和0.86±0.23)(P<0.05)。克霉唑以浓度和时间依赖的方式抑制HeLa细胞的增殖,下调IKCa1 mRNA的表达水平,诱导细胞凋亡。结论 IKCa1的异常表达可能与宫颈癌相关,降低其表达可能通过诱导细胞凋亡而抑制宫颈癌细胞的增殖。

神经病理性痛外周自发放电与钙激活钾离子通道的研究进展

神经病理性痛是一类特殊疼痛,其直接来源于影响躯体感觉系统的损伤或疾病,以自发性疼痛、痛觉过敏和痛觉超敏为特征[1]。正常神经纤维只传递信号,有研究[2]发现,大鼠外周神经损伤区域可以产生自发放电,这种异位放电发生于有髓传入神经纤维,以A类纤维为主。深入研究发现,在外周神经系统（peripheral nervous system）中有离子通道参与到不同性质疼痛的产生与维持中，

缺血再灌注致心律失常大鼠模型钙调蛋白介导的L型离子通道电流的变化

目的:探讨缺血再灌注致心律失常大鼠钙调蛋白(CaM)的变化及其对L型离子通道电流的影响。方法:选取健康SD大鼠48只,以单盲法随机分为4组(n=12);空白组不做任何处理,模型组以左冠状动脉前降支结扎法制备缺血再灌注致心律失常模型,干预组在制备缺血再灌注致心律失常模型前肌注钙调蛋白抑制剂W-7(100μmol/kg),假手术组仅进行开胸手术和动脉套线,无结扎。模型制备成功后,取大鼠心脏组织,以免疫印迹法检测L型钙离子通道主要亚型CaV1.2功能决定性亚单位α1C和CaM的表达水平;同时分离大鼠心肌细胞,以膜片钳技术进行L型离子通道电流(ICa,L)测定。结果:模型组大鼠心肌组织的α1C、CaM的表达水平,以及ICa,L均高于空白组和假手术组,差异具有统计学意义(P<0.05);较模型组相比,干预组CaM的表达水平和ICa,L均有降低,差异具有统计学意义(P<0.05);I-V曲线有所上移,α1C的表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:ICa,L过激所致Ca2+内流和细胞超载为缺血再灌注后心肌损伤和心律失常的重要因素之一,CaM在该病理过程中能够发挥不依赖于L型离子通道表达水平的调节作用,可作为其临床治疗的新靶点。

中电导钙激活钾离子通道在乳腺癌中的表达及其与临床病理指标的关系

目的探讨中电导钙激活钾离子通道(Intermediate-conductance calcium-activated potassium channel,SK4)在乳腺癌组织和细胞系中的表达及其临床意义。方法 42例乳腺癌组织标本,20例距肿瘤切缘2 cm的癌旁组织标本。免疫组织化学法(Immunohistochemistry,IHC)和Western Blot法(WB)检测SK4在乳腺癌组织和乳腺癌细胞系中的表达,并分析其与临床病理指标的关系。结果 SK4在癌组织中的表达高于癌旁组织。SK4在乳腺癌组织和癌旁组织中的表达阳性率分别为88.1%和35.0%(P<0.05);低、中、高分化肿瘤中SK4表达阳性率分别为100.0%、87.5%和75.0%(P<0.05);伴或不伴淋巴结转移的患者SK4的表达阳性率分别为69.2%和99.6%(P<0.05);在乳腺癌雌激素受体阳性和阴性中SK4的阳性率别为86.7%和91.7%(P>0.05)。SK4在乳腺癌细胞系MDA-MB-231和MCF-7中明显表达。结论 SK4在乳腺癌组织中表达增加;SK4的表达与肿瘤分化程度、淋巴结转移相关。

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。

前列腺癌组织钙离子激活氯离子通道蛋白7的表达及其与术后生化复发的关系探讨

目的探讨前列腺癌组织钙离子激活氯离子通道蛋白7(ANO7)的表达及其与术后生化复发的关系。方法回顾性选取空军军医大学第一附属医院于2014年3月至2018年4月收治的168例行根治性切除术治疗的前列腺癌患者作为研究对象。采用免疫组化法检测患者的前列腺癌组织与癌旁组织ANO7的表达情况,并根据根治术后3年内生化复发情况将患者分为生化复发组(n=30)与未生化复发组(n=138),分析前列腺癌组织ANO7的阳性表达与患者术后生化复发的关系。结果前列腺癌组织ANO7的阳性表达率低于癌旁组织(P<0.05);生化复发组前列腺癌组织ANO7的阳性表达率低于未生化复发组(P<0.05);临床分期、术前血清前列腺特异性抗原(PSA)水平、标本Gleason评分、手术切缘是否阳性,有无包膜侵犯、精囊侵犯、神经周围侵犯、血管侵犯,以及前列腺癌组织ANO7表达均是前列腺癌患者术后生化复发的影响因素(P<0.05)。结论前列腺癌组织ANO7呈低表达,且ANO7阳性表达是前列腺癌患者术后发生生化复发的保护因素。