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细胞信号转导、细胞膜离子通道与疾病(6)
细胞信号转导(Signal Transduction)研究是当前细胞生命活动研究的重要课题,细胞信号转导通路的多样性、细胞内、胞浆、胞核和跨膜等过程,有不同的信息分子转导.细胞信号转导的结构、功能、途径的导常在癌症、心血管疾病、糖尿病等大多数疾病的发生、发展中起重要作用.
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G蛋白与原发性高血压关系的研究进展
G蛋白是一组具有GTP结合、水解活性的蛋白质,在细胞膜受体和效应蛋白之间的信息传递过程中起中介作用.G蛋白由三个亚单位组成:Gα、Gβ、Gγ.目前已知G蛋白α亚单位有21种,由17个基因编码,按照氨基酸序列分为4个亚组:Gs、Gi、Gq、G12;β亚单位有5种;γ亚单位有6种.在非活性状态下Gα与GDP联接,Gβ、Gγ构成Gβγ复合体.一旦G蛋白被激活,GDP被GTP取代,Gα则具有GTP酶的活性,并与Gβγ复合体分离.G蛋白各种α亚单位、βγ亚单位复合体可以各自独立或同时、协同或拮抗地影响效应分子的活性,调节细胞内不同酶的活性和细胞膜离子通道的开放与闭合,引发一系列复杂的细胞生物学效应.
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增龄对心房、肺静脉肌袖组织心肌细胞缝隙连接蛋白表达的影响
广泛存在于动物体内的细胞通讯有两种方式,即通过释放信使物质执行远距离联络和通过相邻细胞之间的缝隙连接交换信息的接触联络.研究发现,心律失常的发生起源于细胞膜离子通道的紊乱和/或细胞间耦联(缝隙连接-Cx)的改变,甚至在某些情况下,缝隙连接耦联的改变更为重要.越来越多的研究资料显示,Cx表达的改变是病变心脏潜在的促心律失常因素.
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积极开展心血管离子通道病的基础和临床研究
离子通道病(ion channelopathy,ICP or ion channel disease,ICD)是由于细胞膜离子通道蛋白质结构和功能改变而导致的疾病.人类各器官和组织均由基本的生命单元--细胞组成;只有细胞功能正常,才能维持人体的正常功能,而细胞的正常功能必须通过其细胞膜功能蛋白质调控Na+、K+、Ca2+、Cl-等离子流和受体,进行物质交流和功能表达.把细胞膜上能调控离子流的功能蛋白质称为离子通道,离子通道功能障碍导致的疾病称为离子通道病[1-3].
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膜离子通道与心律失常
心律失常机制和治疗至今是一复杂的问题.膜离子通道与心律失常在上世纪后20年有较大的发展,本文仅对相关离子流作一简要介绍.
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膜联蛋白在妇科疾病中的研究进展
膜联蛋白家族是一类Ca2+依赖的磷脂结合蛋白家族,存在于大多数真核生物细胞内,占细胞总蛋白的2％以上.膜联蛋白家族目前可以分为A、B、C、D、E五组,存在于人类组织器官的主要是A组.从20世纪70年代末发现第一个膜联蛋白至今,在脊椎类生物中已经发现了12个家族成员,分别是膜联蛋白AⅠ～AⅪ和AⅫⅠ.它们在结构上都具有高度保守的C末端,由70～ 80个氨基酸构成4个重复序列,大多为α螺旋结构,其中含有钙磷脂结合的活性位点,是多种磷脂酶和蛋白激酶的底物;同时,在N端由于氨基酸的排列顺序不同而功能各异,如参与细胞骨架运动、调节细胞生长、形成膜离子通道、参与细胞信号转导等[1].近还发现了膜联蛋白家族的新成员膜联蛋白B Ⅰ[2].与妇科相关的主要是膜联蛋白AⅠ、AⅡ、AⅣ、AV等,它们在妇科疾病的发病机制中也起着重要作用.
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精子膜离子通道与精子获能
哺乳动物CH精子的成熟获能及精卵结合反应是个复杂的过程.睾丸中产生的精子从其形态结构和染色质的角度已基本成熟,但是还不具备运动、精卵识别及结合的能力[1].
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人精子膜离子通道和男性抗生育中草药避孕机制
离子通道在精子的成熟、获能和顶体反应过程中起关键作用.然后,由于难以直接使用膜片箝技术记录人的成熟精子的离子通道电流,长期以来一直缺乏有关人精子膜离子通道的类别和性质的基本资料.这种状况一直持续到将离子通道重组于脂双层的方法引入到精子离子通道的研究.我们在国家自然科学基金的支持下,将分离的人的精子膜离子通道蛋白重组于磷脂形成的脂双层膜,结合利用膜片箝单通道记录,首次记录出存在于人精子膜的离子通道电流,鉴定出数种通透Ca2+,Na+,K+和Cl-,具不同单位电导和动力学性质的离子通道.这包括两种具不同电导和动力学性质的Ca2+通道;对四乙胺敏感的K+通道;对河豚毒素敏感的Na+通道,其中有不具整流特性和具整流特性的数种;三种不同电导的Cl-通道等.这是目前对人的精子膜离子通道类别、性质的为系统、完备的记述.
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关节软骨细胞离子通道研究进展
自体软骨细胞移植和软骨组织工程为关节软骨损伤的修复提供了比较好的途径.软骨细胞作为细胞移植和软骨组织工程种子细胞的理想来源,国内外学者对于其生物学特性进行了大量的研究,但仍有许多生物机制不明确.与此同时细胞膜离子通道的研究随着膜片钳技术、分子生物学、形态学技术、免疫学等其他技术的发展,成为一个研究热点.而对于关节软骨细胞离子通道方面的研究却比较有限,因此,有必要对这个领域的研究现状进行深入地了解.
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整合素在细胞力学传导中的作用
机械应力在细胞生长、分化、凋亡以及基因表达等生理过程和某些病理过程(如心肌肥大、动脉粥样硬化等疾病)中起重要作用.细胞表面存在对应力敏感的受体,这些受体能将所感应的力信号通过细胞表面特殊的分子通道传递至胞内不同结构部件上,实现力化学转换,从而调节细胞的生理功能[1,2].整合素就是这样一种受体,其他还包括膜离子通道、膜受体及信号传导系统等.这些受体相互联系,共同作用.
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获得性长QT综合征与麻醉
长QT综合征是由于心肌细胞膜离子通道功能异常,使心肌细胞动作电位复极时间延长,从而诱发尖端扭转型室性心动过速(TdP)的一类疾病,根据病因不同可以分为先天性和获得性两种类型.先天性长QT综合征是一种遗传性疾病,主要由于编码心肌细胞离子通道的基因发生突变所致.获得性长QT综合征多继发于药物、电解质紊乱和心肌缺血等疾病.近年来由于药物所引起的获得性长QT综合征更为常见,成为手术麻醉的潜在风险.因此麻醉医生应重视引起QT间期延长的因素,避免围术期严重心律失常的发生.
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白血病多药耐药研究进展
近年来肿瘤药物治疗效果多不理想,主要是由于肿瘤细胞发生了多药耐药.即肿瘤细胞接触一种化疗药物并产生耐药性,同时对其他多种结构和作用机制不同的化疗药物亦产生耐药性.目前,这方面的研究已经成为了肿瘤研究领域的热点.已知的多药耐药机制包括P-糖蛋白(P-gp)、多药耐药相关蛋白(MRP)、肺相关蛋白(LRP)的增多、乳腺癌耐药蛋白;拓扑异构酶II(Topo-II)活力降低;谷胱甘肽-S-转移酶以及还原型谷胱甘肽(GST)升高;肿瘤某些生化特征的改变:膜离子通道、蛋白激酶(PKC).
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大鼠冠状动脉平滑肌细胞离子通道研究中的急性酶分离技术
膜片钳技术的应用,为从分子水平了解生物膜离子通道的门控动力学特征及通透性、选择性等膜信息提供了直接的手段,使人们对细胞膜通道功能的认识进入了一个崭新的阶段,对研究心脑血管离子通道电生理特性具有相当重要的意义[1].
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小檗碱对豚鼠结肠平滑肌细胞膜离子通道的影响
小檗碱(黄连素,Ber)是从毛茛科黄连属植物根状茎中提取的一种异喹啉生物碱,在中国及印度被用作止泻药已有三千余年的历史.传统上Ber主要用于治疗感染性腹泻,近年来国内外学者研究发现,Ber具有抑制小肠黏膜分泌作用[1].为了进一步探讨Ber对动力性腹泻的作用,采用膜片钳技术研究Ber对豚鼠结肠平滑肌细胞膜钙离子激活钾通道[IK(Ca)]和延迟整流钾通道[IK(V)]的影响,探讨其治疗运动性腹泻的机制.
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第八讲离子通道在缺氧性神经元损伤中的作用
人体的感觉、思维、运动等功能活动都必须要有神经元的参与,神经元在其中的功能主要是进行信息传递,它通过细胞膜离子通道的开放和关闭产生和传递电信号,从而完成信息传递功能.另外,在病理情况下,离子通道也参与细胞的病理过程,尤其在缺氧性神经元损伤中离子通道具有重要作用.
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MS通道与感觉神经元
各型离子通道是神经系统电兴奋的基础,神经电活动的产生决定于跨膜离子通道的组成和分布特性.离子通道可分为电压门控性(voltage-gated ion channels)、配体门控性(ligand-gated ion channels)和机械敏感性离子通道(mechanosensitive ion channels,MS通道)三种,目前国内外对于电压和配体门控性离子通道的研究较为集中,但有关感觉神经元在生理及病理状态下MS通道功能的研究较少,MS通道在各种躯体感觉,尤其是伤害性信息传入中的作用尚未深入阐明.
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心律失常机制计算机仿真研究的现状
心律失常是常见的心脏疾病,也是造成猝死的主要原因之一.长期以来,对心律失常机制的研究都是医学乃至工程技术人员研究的一个焦点.上世纪50年代,Hodgkin和Huxley[1]用测量膜电特性的方法,说明了细胞膜离子通道的电压门控特性,并建立了著名的H-H方程,它给人们定量分析和解释电可兴奋性细胞中动作电位产生的原因、过程、电特性和传导特性等提供了有利的手段.后来随着分子生物学、生物物理学和电生理实验技术水平的迅速发展,推动了人们对离子通道结构和功能的进一步认识和了解,越来越多的离子通道电流、离子泵、交换体电流被发现,在H-H方程基础上相继建立了许多描述细胞动作电位的数学模型[2～4].这些模型的建立使人们能够在细胞水平上直接利用现代计算机技术对一些复杂的假说进行验证、预测,指导实验研究,完成实验中一些难以进行的工作.计算机模拟仿真研究已成为探讨和揭示心律失常机制一种不可替代的方法和手段.
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心肌细胞离子通道与心律失常
从生物物理学的观点来看,离子通道应具有三个重要性质:通透性、选择性及门控机制.离子通道是以该通道允许通透的主要离子命名的,门控机制则调节着该离子的流动过程.细胞膜离子通道根据其门控机制可以分为三类:电压门控性通道、配体门控性通道以及机械敏感性通道.另外,还有细胞器离子通道和细胞间离子通道.
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光标测实验技术及应用
近年来,运用细胞内电极记录或膜片钳记录技术,尤其是结合分子生物学的方法,对心脏细胞膜离子通道的生物物理特性、通道结构与功能的关系等都有了深入的认识.但是,单纯凭借这类研究技术,很难了解在细胞间电偶联存在条件下心脏电活动的整体行为.
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心内科筹建细胞电生理实验室的几点体会
心脏的电活动和机械作功是心脏电生理学研究的两个方面,而细胞膜离子通道与离子流则是心脏电生理学的基础.
