BK通道的生物物理特性与门控及其最新研究进展

BK_(Ca)通道是细胞膜上受Ca^(2+)和膜电位双重调控的离子通道,其与细胞信号系统偶联并发挥着重要作用,该通道高度表达于高等动物的多种组织.最近的研究证实,在心肌细胞膜上存在力敏感BK通道并参与了心脏收缩与舒张的调控.本文将介绍BK通道与L-型钙通道功能上的耦合,心肌细胞质膜力敏感BK通道门控和功能的研究,以及对基底刚度的响应.这有助于更好地理解力敏感离子通道相关心脏疾病的病理和生理学基础.

骨桥蛋白与力学信号传导研究进展

骨桥蛋白是一种与细胞粘附、迁移密切相关的磷酸化糖蛋白,其生理功能在免疫、癌症和骨相关研究中被广泛报道。近年的研究提示,骨桥蛋白同样是一种对力学刺激敏感的蛋白,且参与了细胞力学信号传导。本文综述了不同力学刺激方式对骨桥蛋白所产生的影响,其中可能的调控途径以及骨桥蛋白在力学信号传导过程中所起的作用。

多细胞腔振荡生长的流固耦合动力学模型

多细胞腔的发育与多种生物结构的形成密切相关,进一步影响生物体组织形态的发育和生理功能。一些含液体的腔,发育过程涉及细胞增殖、振荡和流体输运之间的耦合作用,呈现出多样的动力学行为。许多研究曾致力于阐明腔生长过程中力学信号和几何形状的协调机制,然而细胞增殖、周期振荡和流体输运之间的耦合机制尚未得到很好的解释。本文提出了一个流固耦合动力学模型,以研究腔振荡生长的物理机制。通过考虑生长变形的分解和溶质主动泵送导致的腔内浓度变化。

整合素-配体结合键力加载率强化特性——基于贝叶斯推断数据分析的发现

细胞与胞外基质互作对于细胞迁移、分化等具有重要意义,整合素作为介导细胞与胞外基质粘附的重要跨膜蛋白,与配体结合后在外力作用下会发生构象改变,胞内外生化与机械信号的传导,整合素受配体结合键的动力学特性受到广泛关注。一直以来,基于贝尔模型,研究者们普遍认为整合素-配体结合键断裂力与加载率df/dt呈线性关系,结合键的寿命不受力的加载率df/dt的影响。研究所此前报道中,本研究基于原子力显微镜(AFM)技术通过引入云图分析法代替常用的对加载率和解离力取平均值后再进行拟合的方法,在单细胞力谱实验中发现:整合素α2β1-配体断裂力与加载率之间并非单纯的线性关系,而是呈现加载率强化特性。本文中,进一步对整合素α2β1和α5β1及其配体复合物进行单分子/单细胞力谱实验,对其动力学特性进行深度分析,以探索加载率强化特性是否也存在于其他整合素分子复合物。所关注的最可几解离力含义为结合键断裂概率最大时的力,为了在较少的数据量中较为精准地获得这一数值,引入了以贝叶斯推断为基础的新拟合模式。贝叶斯推断是一种基于有限的已有数据对未知数据的概率分布进行较为全面及精准预测的数据分析方式,在本研究中某一加载率下的解离力概率分布拟合中具有很好的应用价值。结果显示,研究中的两种整合素无论是在胞外单分子水平,还是在细胞膜上,其受配体复合物的寿命均呈现力加载率依赖现象,而在目前常用方法中,这一现象被均值线性拟合的数据分析方法所掩盖。总之,基于贝叶斯推断的拟合模式对整合素-配体结合键最可几解离力与力加载率之间的复杂关系有了更为精准的分析,发现至少两种整合素分子受配体结合键呈现了力加载率强化特性,为整合素分子动力学模型的建立提供了新的思路。