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抑制星形胶质细胞Cx43可保护LPS诱导的多巴胺神经元损伤
目的 探讨星形胶质细胞缝隙连接蛋白Cx43在脂多糖(LPS)诱导的多巴胺神经元退变中的作用.方法 体外培养SD大鼠原代中脑神经元-胶质细胞和原代混合胶质细胞,随机分为对照组、LPS(10 ng/ml)组、Cx43抑制剂43Gap27(200 μg/ml)组、LPS+43Gap27组、半通道阻滞剂18β-GA(10μmol/L)组和LPS+ 18β-GA组.通过免疫组化检测络氨酸羟化酶(TH)阳性细胞的数目与形态;检测细胞外液中腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)、谷氨酸浓度表征胶质细胞的半通道功能,检测一氧化氮(NO)、肿瘤坏死因子(TNF-α)含量以及活性氧簇(ROS)表征神经免疫反应的强度.RT-qPCR、Western blot与免疫荧光检测星形胶质细胞Cx43的mRNA和蛋白表达.结果 LPS处理导致多巴胺神经元渐进性死亡;在此过程中,细胞外液中的ATP与谷氨酸水平升高,差异有统计学意义(P＜0.05),此升高与胶质细胞半通道活性紧密联系;同时发现星形胶质细胞上的Cx43在LPS诱导的神经免疫中表达下降,且变化有统计学意义(P＜0.05);而预处理Cx43抑制剂43 Gap27或者半通道阻滞剂18β-GA后,LPS引发的胶质细胞外的ATP和谷氨酸释放明显减少,该变化有统计学意义(P＜0.05);同时,LPS引发的多巴胺神经元的损伤也几乎被完全抑制,多巴胺神经元数目从对照组的49％上升为114％与117％,该变化有统计学意义(P＜0.05);同时LPS引起的免疫反应也部分被抑制,细胞上清中的TNF-α含量降低,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 星形胶质细胞缝隙连接蛋白Cx43在LPS引发的多巴胺神经元退变中扮演重要角色,其半通道的开放可能是促进神经免疫反应、诱发神经毒性的重要原因,表明Cx43可能是帕金森病(PD)的一个潜在病理靶点.
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纳米银对皮肤细胞半通道活性的影响及其在细胞增殖抑制中的作用
目的:探讨纳米银(silver nanoparticles, AgNPs)对皮肤细胞半通道活性的影响,并进一步研究半通道活性的改变在AgNPs诱导的细胞增殖抑制中的作用.方法:不同浓度(0、0.1、0.2、1.0、5.0、10.0、15.0和20.0 μg/cm2)的AgNPs处理人永生化表皮细胞系(HaCaT)24 h,采用碘化丙啶(propidium iodide, PI)染料排除法测定细胞活性,采用溴化乙锭(ethidium bromide, EB)摄取法测定细胞半通道活性.通过以常规密度(4×104 个/cm2)或低密度(1×104 个/cm2)接种细胞及采用半通道抑制剂甘珀酸(carbenoxolone, CBX)预处理的方法调节细胞半通道活性,采用细胞增殖-毒性检测试剂盒(cell counting kit-8, CCK-8)检测半通道活性受抑制、不同浓度AgNPs作用后的HaCaT细胞的增殖水平.结果:当AgNPs浓度低于10 μg/cm2时,HaCaT细胞的细胞活性未受明显影响.10 μg/cm2的AgNPs作用2、12和24 h可导致细胞半通道活性升高至对照组的116.67%、124.85%和139.53%,与对照组相比差异均具有统计学意义(P<0.01), 且25、50和100 μmol/L CBX预处理可明显抑制10 μg/cm2AgNPs作用24 h 后的细胞的半通道活性(P<0.01).此外,100 μmol/L CBX预处理可升高低密度和常规密度下10 μg/cm2AgNPs 作用24 h后细胞的增殖水平,其中,低密度下,CBX预处理组与AgNPs单独处理组相比,细胞增殖水平显著升高(P<0.01).结论:一定浓度的AgNPs可激活HaCaT细胞的半通道,半通道活性升高在AgNPs引发的细胞增殖抑制效应中具有重要作用.
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缝隙连接在骨重建中的作用及其与骨疾病的关系
一、缝隙连接的结构和功能(一)缝隙连接的结构缝隙连接通道是由相邻细胞间的连接小体(connexon)对接形成的完整通道,连接小体又称为半通道,是缝隙连接的基本单位,由被称为连接蛋白(connexin,Cx)的蛋白亚基组成.六个蛋白亚基排列成一个环状的六聚体,中间形成亲水性的孔道.每个连接蛋白是一条多肽链,包括4个保守的跨膜区域,2个胞外袢环,1个胞内袢环以及胞内的N末端和C末端.
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大鼠脑缺血再灌注损伤Cx43半通道的开放以及针刺干预的影响
目的:探讨局灶脑缺血再灌注大鼠缝隙连接蛋白Cx43半通道的开放在缺血性脑损害中的动态变化规律以及针刺干预的影响.方法:根据随机数字表将Wistar大鼠随机分为正常组、模型组、非穴位针刺组及针刺组.采用改良的线栓法制备大鼠左侧大脑中动脉局灶性脑缺血再灌注模型,模型组及两个针刺组内分设4个亚组:缺血再灌注30 min组、缺血再灌注60 min组、缺血再灌注180 min组、缺血再灌注360 min组,每组10只大鼠.穴位组电针刺激大鼠的“顶中线”“顶旁线”;非穴位组取患侧肋下髂嵴上10 mm的固定点作为针刺点;模型组不予任何处理.采用激光共聚焦显微技术和Ca2+特异性荧光标记方法,结合Cx43半通道阻断剂观察半通道在缺血再灌注过程中对神经元细胞内钙稳态的影响.结果:大鼠脑缺血再灌注30 min时,脑组织海马CA1区神经元细胞内[Ca2+]i开始升高;到再灌注360 min时达到高峰;调神通络针刺组对脑缺血再灌注大鼠各时程的[Ca2+]i都有降低作用,与模型组比较,差异具有统计学意义(P＜0.05),非穴位针刺组与模型组同一时间点比较,[Ca2+]i无显著变化(P＞0.05).结论:阻断半通道的开放可以有效降低缺血再灌初期的钙超载程度;“调神通络”针法组对脑缺血再灌注大鼠各时程的[Ca2+]i都有降低作用,在缺血性脑损伤中发挥神经保护作用.
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缝隙连接蛋白Cx43在神经系统领域研究进展
缝隙连接(gap junction,GJ)通道是对抗细胞间电阻,实现兴奋在细胞间传播的主要途径.缝隙连接蛋白(connexin,Cx)是构成细胞间缝隙连接通道的基本结构和功能的一大类膜蛋白[1],6个缝隙连接蛋白单体形成同源六聚体,中间有一个亲水性通道,每侧膜上的通道相当于一个半通道,两侧膜相对,形成缝隙连接通道.这些通道通常是开放的,允许水溶性分子和离子通过,一个细胞产生的动作电位可通过缝隙连接的局部电流传播到另一个细胞.其中,缝隙连接蛋白CX43在神经系统信号传递中发挥重要作用.Cx43在星形胶质细胞、室管膜细胞和软膜内皮细胞中表达,以星形胶质细胞中含量丰富,在神经系统信号传递及各种反应中发挥重要作用[2].本文主要探讨Cx43在神经系统生理及某些神经系统疾病领域的研究进展.
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星形胶质细胞Cx43及缝隙连接通讯与缺血性脑卒中关系的研究进展
星形胶质细胞是脑组织中数量多的细胞,存在大量的缝隙连接蛋白(connexin,Cx),在哺乳动物中以Cx43为主.近年来国内外大量研究对星形胶质细胞Cx43及其半通道、缝隙连接(gap junction,GJ)在缺血性脑卒中的作用意见不一,本文将探讨目前这方面的研究情况.1 Cx43、半通道及缝隙连接的基本结构与生理特性目前已发现Cx达21种,脑内存在13种.根据其来源、在核苷酸和氨基酸序列上的相似程度,可分为α群:Cx33、Cx37、Cx40、Cx43、Cx45、Cx46、Cx50、Cx57和β群:Cx26、Cx30、Cx31、Cx32,以及由神经元表达的γ群--Cx36.
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缝隙连接蛋白43(Cx43)与神经炎症的研究进展
缝隙连接蛋白43 (connexin43,Cx43)是中枢神经系统(central nervous system,CNS)中含量丰富的连接蛋白,主要分布于星形胶质细胞,以缝隙连接(gap j unction,GJ)和半通道(hemichannel,HC)的形式存在,分别介导细胞间和细胞与外环境间的信息交流.随着人口的老龄化,阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)、脑卒中及术后认知功能障碍等疾病的发生率越来越高,神经炎症是这些CNS疾病的一个共同特征,涉及到白细胞聚集、胶质细胞激活、炎性因子释放等,该过程需要高效的信息交流,研究表明Cx43在该过程中发挥着不可忽视的作用,主要表现为GJ抑制和HC活性增加并影响神经功能.本文重点综述Cx43与神经炎症的关系,为多种CNS疾病的治疗提供新的靶点.
关键词： 缝隙连接蛋白43 (Cx43) 神经炎症 缝隙连接 半通道 -
CX43半通道在神经心肌保护和肿瘤发生中的研究进展
背景 缝隙连接是由镶嵌在细胞表面的缝隙连接蛋白(connexin,CX)家族组成的,介导细胞间物质交换和信息交流.但除了组成缝隙连接,CX也构成一种细胞与内环境直接相通的孔道,即半通道.半通道介导着细胞内外离子、第二信使和胞内代谢产物的交换,在生命活动中发挥着不可或缺的作用. 目的 归类、汇总和展望CX43半通道的作用及其应用. 内容 就半通道的一般结构和功能,在不同的病理状态下的作用及半通道异常相关疾病等方面进行综述. 趋向 半通道的各项研究仍处于起步阶段,相关文献并不多见,对其进一步研究有助于了解相关疾病发病机制和为预防治疗提供理论依据.
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星形胶质细胞连接蛋白43及其半通道在脑缺血再灌注损伤中的作用
目的：探讨星形胶质细胞连接蛋白43（Cx43）及其半通道在缺血再灌注（IR）损伤中的作用。方法32只Wistar鼠被随机分为IR 0 h组、IR 4 h组和IR 24 h组和对照组，每组8只鼠。用免疫组化和Western印迹法检测各组大鼠星形胶质细胞Cx43、半通道抗体1（HC1）和半胱天冬酶3（Casp3）的表达。在氧葡萄糖剥夺-再恢复（OGDR）0 h，4 h和24 h，用MTT法检测星形胶质细胞活性，用免疫组化和Western印迹法检测Cx43，HC1和Casp3表达的改变。结果大鼠星形胶质细胞中HC1的表达明显少于Cx43的表达。与对照组比较，IR 4 h组大鼠脑组织中Cx43、HC1和Casp3的表达明显增加（均P＜0.05），而IR 0 h组和IR 24 h组却没有明显的变化。 OGDR后星形胶质细胞cell line和Psup细胞中Cx43、HC1和Casp3的表达在OGDR 4 h组明显高于对照组（均P＜0.05），在OGDR 24 h组则与对照组差异无统计学意义。 OGDR后shRNA星形胶质细胞中Cx43、HC1和Casp3的表达无统计学意义上变化。结论 Cx43及HCl在星形胶质细胞凋亡过程中起到了促进作用，这可能是IR损伤发生及发展的机制之一。
关键词： 缝隙连接 半通道 星形胶质细胞 缺血再灌注损伤 氧葡萄糖剥夺-再恢复 -
Pannexin3缝隙连接蛋白在外界冷热刺激下对成牙本质细胞释放三磷酸腺苷的影响
目的 探讨Pannexin3缝隙连接蛋白在外界冷热刺激下对成牙本质细胞释放三磷酸腺苷(ATP)的影响.方法 构建Pannexin3过表达慢病毒转染载体PLL3.7/CMV-PANNEXIN3/CMV-RFP,通过病毒感染获取能够高表达Pannexin3的成牙本质细胞;合成siRNA、构建shRNA分别干扰成牙本质细胞Pannexin3基因表达.采用PCR、Western blot技术对过表达及干扰效果进行评价.将细胞分为对照组、过表达组、siRNA干扰组、shRNA干扰组及甘珀酸(CHX)功能阻断组共五组,对各组细胞分别进行冷热刺激.使用奎纳克林进行染色观察细胞ATP释放情况,通过Image Pro-plus计算荧光变化量,采用生物荧光法对释放到细胞外的ATP含量进行测定.结果 PCR、Western blot及荧光照片结果证明,Pannexin3过表达、siRNA、shRNA能有效感染成牙本质细胞,实现细胞Pannexin3基因的高表达和干扰效果.冷热刺激后成牙本质细胞内的ATP迅速释放到细胞外,Pannexin3过表达细胞释放速度明显高于对照组,使用siRNA、shRNA干扰或者CHX阻断Pannexin3通道都能抑制冷热刺激引起的细胞内ATP释放到胞外.结论 Pannexin3能在成牙本质细胞形成半通道,冷热刺激时细胞通过Pannexin3半通道释放ATP到细胞外.
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戊四氮致(癎)大鼠海马神经元与星形胶质细胞间关系的超微结构观察
目的 通过电镜下观察戊四氮(PTZ)点燃大鼠海马神经元、星形胶质细胞之间的超微结构,探寻胶质细胞与神经元之间信息交流的结构基础.方法 10只大鼠每日腹腔注射PTZ(35 mg/kg)制作点燃大鼠模型,存活3d以记录点燃后大鼠自发性抽搐的次数确保点燃大鼠模型成功.5只大鼠腹腔注射9 g/L盐水作为对照组.采用透射电镜,以及抗Cx43标记星形胶质细胞的免疫电镜方法观察PTZ致(癎)大鼠海马神经元与星形胶质细胞之间的连接结构.结果 1.PTZ点燃大鼠海马神经元间的突触连接增多；2.神经元之间、星形胶质细胞之间各自存在缝隙连接；3.星形胶质细胞突起伸入神经元的突触前膜与突触后膜之间,形成突触复合体；4.神经元与星形胶质细胞之间存在Cx43构成的半通道.结论 PTZ点燃大鼠海马存在星形胶质细胞突起与突触形成的突触复合体以及缝隙连接、半通道,可能是癫(癎)大鼠海马神经元、星形胶质细胞之间信息交流的结构基础.
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星形胶质细胞CX43及其介导的半通道与缝隙连接通讯在脑缺血损伤中的作用
缺血性脑卒中是人类致死和致残的主要原因.缝隙连接(CJ)构成相邻细胞间的通讯,其基本结构是连接蛋白(CX).大脑中数量多的星形胶质细胞之间具有广泛的缝隙连接,星形胶质细胞之间的CJ主要由缝隙连接蛋白43(CX43)构成,CX43可以形成两种通道:缝隙连接通道和半通道.本文评述了星型胶质细胞CX43半通道及半通道介导的缝隙连接通道在脑缺血神经元损伤与修复中的作用研究进展.
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辛醇预处理可减轻模拟缺血再灌注引起的心肌细胞水肿
目的 探讨心肌连接蛋白43形成的半通道是否参与模拟缺血/再灌注心肌细胞容量的调节.方法 C57BL/6小鼠心脏分离的心肌细胞分为对照组、模拟缺血/再灌注组和模拟缺血/再灌注组+辛醇(半通道阻滞剂),于再灌注60 min时采用Calcein荧光染色和激光共聚焦显微镜分层扫描进行心肌细胞容量的分析；并用台盼蓝染色进行心肌细胞存活率的计算.结果 (1)应用荧光染色和激光共聚焦显微镜行细胞容量测定具有稳定性和可重复性；(2)和对照组相比,模拟缺血/再灌注诱导心肌细胞水肿明显[(126±6)％vs 100％,P＜0.05].半通道阻滞剂辛醇减轻缺血/再灌注导致的细胞水肿明显减轻(113±6)％,P＜0.05；(3)与对照组相比,缺血/再灌注组心肌细胞存活率明显降低[(19±2)％vs (45±3)％,P＜0.01],而半通道阻滞剂辛醇明显降低了缺血/再灌注导致的心肌细胞的死亡(31±2)％,P＜0.01.结论 在离体的小鼠心肌细胞中,半通道阻滞剂辛醇减轻了缺血/再灌注诱导的心肌细胞的水肿,从而减轻缺血再灌注导致的心肌细胞的死亡.
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异型缝隙连接通道选择通透性研究进展
缝隙连接通道(gap junction channels,GJ)由相邻细胞间连接蛋白(connexins,Cx)聚合形成六聚体半通道(连接子)对接组成[1].缝隙连接蛋白经四次跨膜(M1-M4),产生两个胞外环(E1-E2)和一个胞内环,胞内环和羧基末端存在调控电导率,pH依赖性,电压依赖性和对小分子物质选择通透性区域[2].六个亚单位都相同则称之为同聚体连接子,两个或两个以上亚单位不同则称之为异聚体连接子,相同连接子对接形成同型缝隙连接,反之,称为异型缝隙连接[3].并非所有CX都可以相互组合在一起,迄今只对部分检测了彼此相容性[4],Cx在功能上不能相容可能因通道不能开放而在结构上却能对接成形成GJ[5].本文主要对异型缝隙连接通道的物质选择通透性相关研究进展作一综述.
