DCK信号系统与骨骼肌功能作用的细胞分子机理

最新研究表明,决定疾病相关表型的因素40%由基因决定,包括膳食、运动、心理和生活压力等环境因素决定25%的表型,作为连接环境因素(如环境和食品)和疾病的关键蛋白,钙协调蛋白DCK信号通路与许多疾病相关。基于钙协调蛋白的基本分子特性可组织分布特征,介绍了肌肉细胞中正常生理和病理的功能作用。在肌肉细胞中钙诱导的钙释放CICR中,DCK均是通过结合到CaV1.1和Ca1.2上从而间接调节RyR的功能。DCKCaV调节RyRs和IP3Rs两个蛋白家族介导钙离子从内质网/肌浆网释放进入胞浆,在肌肉收缩、激素分泌、基因转录、蛋白折叠、程序凋亡以及坏死等一系列以细胞功能为基础的生理过程中起到了极其重要的作用。以上分析表明,作为外界环境影响基因表型的重要介质,钙协调蛋白DCK可能是通过钙信号通路来实现对基因表型的决定,以上研究结果为解决诸如肌肉萎缩等肌肉相关疾病提供重要信息和早期预警监控生物标记,同时也为研发该类疾病的治疗方案提供药物可能的药物靶点。

DCK信号系统在心脏及神经两类兴奋细胞功能的分子机理

心脏心肌细胞和神经系统神经元细胞是人类及哺乳动物中最为重要的两类兴奋细胞,心脏心肌细胞为整个机体血液循环提供动力,将氧气和营养物质通过血液运输送至各组织,同时,将二氧化碳等有害气体和代谢废物带离各组织器官;而神经系统神经元细胞则为有机体生存的指挥体系,为生物的生存进化提供了可能。两类兴奋细胞均以RyRs、IP3R家族为主导,以及它们的重要调节蛋白DCK来协调,并借助钙诱导的钙释放CICR体系完成上述功能。DCK通过结合到CaV1.1和Ca1.2上,从而间接调节RyR的功能。DCK-CaV系统调节RyRs和IP3Rs两个蛋白家族介导钙离子从内质网/肌浆网释放进入胞浆,进而在心肌细胞肌肉收缩、突触神经冲动的传递、激素分泌、基因转录、蛋白折叠、程序性凋亡等以细胞功能为基础的生理过程中发挥非常重要的作用,DCK的突变及异常均会引起包括人类在内的相关疾病。DCK的基因调控作用会直接影响心脏传导系统,通过RyRs和IP3R以及这两个基因的构象改变,导致心律失常,比如儿茶酚胺能多态性心室心搏过速,乃至心脏突然死亡。同时,DCK基因的表达对神经元热感觉感知的调控也起到了重要作用,通过PKC联合调控SFO神经元血管紧张素II介导的钙瞬变来控制大脑相关功能的正常发挥。如果异常,则会导致大脑病理生理学的病变。