动态IP_3-Ca^(2+)振荡模型的数值分析

通过改进J.W.Shuai和P.Jung钙振荡模型,得到与IP3浓度相关的动态IP3-Ca2+振荡模型。利用改进模型,数值分析依赖性参数#和钙通道数目N对Ca2+振荡的影响,得到Ca2+振荡关于参数#的分叉图、Ca2+振荡与IP3振荡的一致性、钙通道数目N对Ca2+振荡的影响等。这些模型结果显示了Ca2+振荡的特性。

肝细胞内Ca^(2+)振荡对磷酸化-去磷酸化循环过程的动力学研究

目的 从理论上阐述了Ca2 + 振荡对肝细胞中糖原降解的磷酸化 去磷酸化循环过程的调控效应。方法 应用Ca2 + 振荡模型观察Ca2 + 振荡对肝细胞中糖原降解的磷酸化循环过程的调控。结果 Ca2 + 振荡可以增强细胞对激素反应的潜力。肝细胞中的磷酸化 去磷酸化动力学过程 ,在Ca2 + 振荡的调控下 ,其糖原磷酸化酶的浓度呈现同频、同步振荡。结论 Ca2 + 振荡将会提高细胞中信息的传递效率和特异性。

高血糖对小鼠卵母细胞Ca^(2+)振荡和卵泡颗粒细胞肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体表达的影响

目的探讨高血糖对小鼠卵母细胞Ca2+振荡和卵泡颗粒细胞肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)表达的影响。方法出生后20d ICR雌鼠,用链脲酶素建立急性高血糖模型;高血糖模型雌鼠及正常雌鼠注射10IU/只孕马血清促性腺激素(PMSG)和人绒毛膜促性腺激素(hCG)超排卵,注射hCG后0h、2h、6h和10h取生发泡(GV)期卵母细胞,双光子激光扫描共焦显微镜检测GV期卵母细胞的Ca2+振荡;hCG注射后6h、10h取卵丘-卵母细胞复合体(COC),利用免疫荧光、Western blotting检测TRAIL的表达。结果 1.高血糖组卵母细胞Ca2+振荡频率高于正常对照组,于hCG注射后2h、6h差异显著(P<0.05);2.免疫荧光、Western blotting蛋白半定量检测显示,高血糖组颗粒细胞TRAIL表达量高于正常对照组,于hCG注射后6h、10h差异有显著性(P<0.05)。结论高血糖加快小鼠未成熟卵母细胞Ca2+振荡的频率;高血糖促进小鼠卵泡颗粒细胞TRAIL的表达。

Ca^(2+)浓度振荡变化对突触可塑性影响的数学模型

目的:建立突触可塑性随Ca2+浓度振荡变化而改变的数学模型。方法:用微分方程分析Ca2+浓度振荡变化对NMDA受体下游信号通路的作用,并用数学函数描述了突触可塑性的相应改变。结果:该数学模型深刻阐述了Ca2+浓度变化对突触可塑性的影响。结论:用数学模拟和电生理实验相结合,为深层次研究学习记忆提供新视角。

哺乳动物精子磷脂酶C zeta(PLCζ)在受精中作用的研究进展

哺乳动物受精是高度分化的雌雄配子结合,形成一个合子的过程。精卵细胞融合过程中,精子将携带的遗传物质和功能性分子释放到卵子内,引起一系列生物学事件,激活停留在减数分裂前期的卵子。精子释放的分子诱导卵子内质网中的钙离子(Ca^(2+))以一定的频率释放到胞质中形成钙振荡,作用于下游分子,打破细胞周期抑制网络,引发皮质颗粒释放,成为卵子激活的首要标志。文章综述了精子内诱发卵子激活的磷脂酶C zeta(PLCζ)和类似分子的鉴定、分子结构和作用机制方面的研究进展,并讨论了相关精子缺陷引起的人和动物的生殖障碍,以及人工卵子激活方法研究进展,以期为增进人类生殖健康和提高动物体外胚胎生产效率提供参考。

Li-Rinzel钙振荡模型的复杂动态

分析了Li-Rinzel钙振荡模型的非线性动态,包括随参数变化时平衡点的类型及其稳定性的变化,从理论上严格证明了系统中振荡现象产生与消失分别是由于平衡点发生supercritical Hopf分岔和subcritical Hopf分岔导致的。当分岔参数c(IP3)>0时,系统不会发生静态分岔。通过数值模拟,验证了理论分析结果的正确性。

磷脂酶C与生殖

磷脂酶C(PLC)是磷脂酰肌醇信号转导途径中一个关键酶。目前确认的哺乳类PLC共有PLC β、PLC γ、PLC δ、PLC ε和最近新发现的PLC ζ 5种亚型 ,12种同工酶。不同亚型的结构、调控和组织分布各有差异。PLC在调控信号转导通路中的特性使其在顶体反应、卵子激活中发挥了巨大的作用。本文综述了PLC家族 5种亚型的结构、调控机制及PLC在男性生殖领域的相关内容 ,包括PLC引起卵子发生Ca2 + 振荡、激活卵子、促进胚胎发育等 ,并进一步探讨了PLC在临床上可能的应用前景。

植物细胞中钙信号的时空多样性与信号转导

近年来 ,对钙信号的研究 ,包括对钙信号的产生、传导及最终靶蛋白的研究 ,越来越受到人们的重视。植物生长发育许多过程的信息传递 ,包括对各种内外刺激的反应都涉及到钙信号。钙信号的产生及传导是通过胞质自由钙离子的浓度变化来实现的。本文综述了胞质自由钙离子的测定、钙信号的时空多样性及钙信号的靶蛋白如CaM、Ca2 +依赖的蛋白激酶、钙调磷酸酶、磷脂酰肌醇_磷脂酶C等方面的一些最新进展 ,展望了今后钙信号研究的方向及所用到的一些技术方法等。

经络实质辨析——关于经络本质与生物学基础的研究

本文是对作者近年关于经络本质研究工作的小结。作者首先对十余年来我国经络本质研究方面的工作进行了简略的回顾和评价,突出强调了:经络本质的研究,重点应当放在对调控人体经络生理网络的信息载体(messenger)的研究上。作者应用细胞信号转导的理论和相关实验数椐指出:当针刺穴位时,细胞产生Ca2+振荡(-在胞内)和Ca2+波(-在胞间),其幅频信号中可能蕴含有相关经络通路和生理功能调节信息;Ca2+通过与其结合的蛋白(如钙调素CaM等)参与了人体从受精、代谢、肌缩运动,直至认知、记忆等几乎所有生命过程。因此,作者猜想钙离子(Ca2+)以及配合针刺实现在细胞间Ca2+波接力传递的三磷酸肌醇(IP3)可能便是人们长期探寻的调控人体经络网络的信息载体,它们联同在经线上的细胞缝隙连接蛋白(connexon)熏构成了经络的物质基础。作者最后指出了今后进一步研究的途径和实验方法。

探索经络本质的新途径

作者首先对近20年来我国在经络本质方面的研究工作进行了回顾与评价。指出若长期在宏观(组织解剖学)层面上难以找到经络的物质存在,应努力在多层面、多学科交叉领域系统开展研究;特别是在微观层面,只有充分借助细胞分子生物学、基因组学、生物物理学、生物化学的理论和实验成果,构筑研究平台,方能有所创新和突破。作者强调经络本质的研究重点应放在对调控人体经络生理网络的信息载体上,并且根椐细胞信号转导的理论和相关实验数据指出,当针刺穴位时,细胞所产生的Ca2+振荡(在胞内)和Ca2+波(在胞间)的幅频信号中可能蕴含有经络通路和生理功能调节信息;Ca2+通过与其结合的蛋白(如钙调素CaM等)参与了人体从生殖、代谢、肌缩运动,直至认知、记忆的几乎所有生命过程。因此,作者认为Ca2+以及配合针刺实现在细胞间Ca2+波接力传递的三磷酸肌醇(IP3),可能就是人们长期探寻的调控人体经络网络的信息载体,它们联同在经线上的细胞缝隙连接蛋白,构成了经络的物质基础。作者最后指出了进一步研究的途径和实验方法。

PLCζ的结构和功能及其在人类辅助生殖中的作用

哺乳动物受精后卵子会经历一系列持续的低频率Ca^2＋振荡。这些Ca^2＋振荡是卵细胞激活的直接原因,对于胚胎发育是至关重要的。在小鼠卵中已经证明这些Ca^2＋振荡是由1,4,5-三磷酸肌醇（inositol-1,4,5-triphosphate,IP3）产量增加引起的。

三磷酸肌醇影响钙释放的数学模型研究

此模型主要说明激动剂诱发的Ca2 +振荡实验中Ca2 +释放的若干特征。模型假设内质网(ER)上三磷酸肌醇(IP3)受体/Ca2 +通道是由相互独立的三亚基组成 ,每个亚基可以结合IP3 或促进或抑制Ca2 + 释放。可看出IP3 受体/Ca2 + 通道随Ca2 + 变化成钟形反应、随IP3 的变化呈上升趋势。Ca2 + 振荡的频率和振幅与Ca2 + 依赖性IP3 的最大泵入速率 (v6)有很大关系。当Ca2 + 振荡对v6变化较敏感时 ,Ca2 + 振荡的振幅与v6 有近似的线性关系。扩展的模型可分析IP3 对钙依赖不同程度下的情况。

三磷酸肌醇影响钙释放的两个作用

此模型主要说明激动剂诱发的 Ca2 +振荡实验中影响 Ca2 +释放的两个因素 :(a)三磷酸肌醇 (IP3)抑制Ca2 + 从内质网 ER中释放。 (b) IP3通过 Gq作用磷酸酶 C促使 Ca2 + 从 ER释放。模型假设 ER上 IP3受体是相互独立的亚基组成的四聚物 ,每个亚基可以结合 Ca2 + 和 IP3。IP3受体 / Ca2 + 通道的缓慢恢复到稳定状态是钙对自身释放抑制的原因。钙振荡的关键是最大 Ca2 +依赖性 IP3的进入速率 (v6 )和 IP3的衰减时间常数 (v7)的比值 : 当 v6 / v7<0 .2 8,不振荡 ;II当 0 .2 8<v6 / v7<0 .5 72振荡 ;III当 v6 / v7>0 .5

磷脂酶C-zeta与男性不育

卵母细胞激活是胚胎发育的第一步,在哺乳动物中由一系列的细胞内钙离子(Ca^(2+))振荡触发。精卵融合时一种精子特异性蛋白因子释放入卵母细胞胞质中来启动这些Ca^(2+)振荡,证据表明这种蛋白质是精子特异性磷脂酶C(PLC),称为PLC-zeta(PLCζ)。大量的临床研究显示某些类型的男性不育与PLCζ蛋白在人精子中的异常表达、定位模式、结构改变等显著相关,PLCζ蛋白检测可作为男性不育的诊断和预后指标,显微注射有活性的重组人PLCζ蛋白是人工辅助卵母细胞激活(assisted oocyte activation,AOA)的一种有效方法。本文对PLCζ与卵母细胞激活、PLCζ蛋白的表达水平和定位模式与男性不育以及PLCζ在男性不育诊疗中的临床应用等方面的相关研究进行综述。

磷脂酶C-zeta在卵子激活中的作用及研究进展

磷脂酶C-zeta(PLC-ζ)是特异分布于睾丸组织的一种磷脂酶C,在哺乳动物的卵母细胞激活中起着极其重要的作用;其编码基因、蛋白分子和生化性质的改变与卵子激活缺陷、不育症密切相关。本文综述了PLC-ζ的结构和功能及其在卵子激活中的作用以及与男性不育的关联等内容,并对其最近的研究进行了简要概述。