钙激活蛋白（精选3篇）
钙激活蛋白 篇1
弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury,DAI)致残率及死亡率高,发病机制不清,临床尚无有效的治疗手段,深入揭示DAI的发病机制可以为临床治疗DAI提供新的思路。钙离子(Ca2+)是细胞信号传导过程中最常见的信使,在病理条件下,Ca2+超载在机体许多疾病的发生中都扮演着重要角色[1]。DAI后伴随着缺氧缺血,能量代谢发生障碍,胞内Ca2+浓度急剧升高,形成钙超载,导致钙依赖性酶激活、自由基形成、能量耗竭等一系列生化反应,最终导致细胞死亡。钙库调控的钙内流(store-operated calcium entry,SOCE)是非兴奋细胞主要的钙内流方式,参与机体众多的生理过程。SOCE的形成有两个关键蛋白,即基质相互作用分子1 (stromal interaction molecule 1,STIM1)和钙释放激活钙通道调节分子1 (calcium release-activated calcium channel modulator 1,ORAIl)[2]。既往研究发现,DAI后大鼠大脑皮质中STIM1的表达升高,其可能参与DAI后的钙超载[3]。本研究拟利用大鼠DAI模型,研究DAI后ORAI1蛋白的动态变化,探讨该蛋白在DAI后病理生理发展过程中的角色,从而为DAI的临床诊治提供研究基础。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组
选取西安交通大学医学部实验动物中心提供的2月龄、体重250～300 g、具有相同遗传背景的健康成年雄性SD大鼠60只,合格证号:SCXK(陕)08-018。该实验伦理经西安交通大学医学部生物医学伦理委员会批准。将大鼠置于(22±2)℃的环境中,在12 h照明、12 h黑暗的条件下,用标准饲料饲养7 d后开始实验。采用完全随机分组将大鼠分为对照组和DAI组,其中对照组10只,DAI组按受伤后的时间分为伤后6 h、1 d、3 d、7 d、14 d等5个亚组,每个亚组10只。具体方法为:按体重从小到大对60只大鼠进行编号,编号为从随机数字表中任选的60个随机数字,遇相同数字时,则取下一个随机数,然后对编号从小到大进行排序,从排序后的数字中规定前10个为对照组,再10个为DAI组伤后6 h,依次类推。
1.2 DAI模型的建立
DAI模型利用大鼠头颅瞬间旋转损伤装置制备[4]:大鼠经100 g/L水合氯醛麻醉(0.2～0.3 mL/100 g),成功后固定于装置,大鼠刚苏醒时,按动扳机,使大鼠头颅瞬间旋转90°,重复8次。对照组大鼠仅固定于装置上。DAI组大鼠在预定时间经盐水、多聚甲醛灌注后取脑。
1.3 实验方法
1.3.1 苏木精一伊红(HE)染色评估DAI
后的病理变化取出的大鼠脑组织继续固定48 h,石蜡包埋、切片。切片经二甲苯脱蜡,梯度乙醇水化。先后经苏木素染色、盐酸乙醇分化,切片经自来水浸泡后再置入伊红液。常规脱水,透明,封片。
1.3.2 免疫组织化学法检测0RAI1
取切片,常规脱蜡、水化,高压法抗原修复,ORAI1 (浓度1:200,博奥森,中国)采用SP染色法,具体步骤严格按照说明书操作。每个组织的免疫组化染色重复3次,每张切片随机选取6个视野(400×),Leica-Q550CW图像分析系统采集图像。采用Image-Pro Plus 6.0软件计数ORAI1阳性细胞百分比进行半定量分析。
1.4 统计学方法
采用SPSS 18.0统计软件对数据进行分析和处理,计量资料以均数±标准差()表示,组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 各组大鼠脑皮质HE染色结果
与DAI组比较,对照组大鼠脑组织结构清晰,神经纤维排列整齐,无其他病理学改变;DAI组伤后6 h可见组织结构疏松、神经元水肿及轴索肿胀,部分神经元坏死;DAI组伤后1 d时组织损伤进一步加重,神经元变性、坏死、崩解数量增多,尼氏小体的数量大幅减少,甚至消失,轴索的断裂和紊乱也更加严重;DAI组伤后3～14 d,开始出现不同程度的恢复期改变,组织结构疏松减轻,神经元的变性、水肿和坏死现象逐渐减少(图1)。
2.2 各组大鼠脑皮质ORAI1的表达
对照组大鼠脑皮质几乎不表达ORAI1;DAI组ORAI1阳性表达位于神经元、小胶质细胞及星型胶质细胞的细胞浆,其阳性细胞百分数较对照组明显升高（图2）。各组大鼠脑皮质0RAI1的表达比较,差异有统计学意义(P<0.05);DAI组伤后6 h时0RAI1的表达升高（P<0.05),DAI组伤后1 t丨时ORAI1的表达达高峰(Z5<0.05),DAI组伤后3、7、14 d,0RAI1的表达逐渐降低，但仍高于对照组(P<0.05)。见表1。
注:与对照组比较,*P<0.05;与DAI组伤后6 h比较,#P<0.05;与DAI组伤后1 d比较,▽P<0.05,与DAI组伤后3 d比较,▲P<0.05;与DAI组伤后7 d比较,ΔP<0.05;DAI:弥漫性轴索损伤;ORAI1:钙释放激活钙通道调节分子1
3 讨论
DAI是一种特殊类型的颅脑外伤,其病理改变以广泛轴索断裂为特征,患者多预后不良[5,6,7]。目前DAI的发病机制仍不清楚,临床治疗手段单一,疗效欠佳,因此揭示DAI后继发的病理生理变化,可以为临床治疗DAI提供新的思路和方向,而稳定、有效的DAI模型建立是研究DAI后病理生理机制的关键。本研究采用头颅瞬间旋转装置模拟大鼠DAI模型,HE染色是评价DAI病理过程的经典方法。DAI后皮质经HE染色可见组织疏松、神经元水肿及轴索肿胀,尼氏小体减少,神经元坏死,胞体及轴索周围间隙增大,这种病理变化在伤后6 h可见,1 d时达高峰,这可能是因为DAI可以导致微循环的破裂、出血,神经元和白质的弥漫性损害,并伴随着缺氧、二氧化碳蓄积、颅内高压等引起DAI后的继发性损害;在伤后3～14 d,大脑皮质处于恢复期[8,9]。HE结果提示该模型有效,能很好地模拟DAI后的病理生理过程。
SOCE多在大多数非兴奋细胞和少数兴奋细胞内起到介导钙流入的作用,STIM1和ORAI1是形成SOCE的关键蛋白[10]。ORAI1是位于细胞膜上的选择性Ca2+通道蛋白,在静息状态下,ORAI1主要以二聚体的形式存在于细胞质膜上;其活化时需要4个分子共同组成四聚体,这个聚合体与STIM1相互作用,形成细胞外Ca2+内流的通道[11]。ORAI1参与的SOCE与蛛网膜下腔出血、脑缺血、胶质母细胞瘤及外伤性癫痫等多种中枢神经系统疾病有关,ORAI1蛋白的表达明显升高,其介导的SOCE通道开放,导致Ca2+浓度持续升高,参与疾病的病理生理过程[12,13,14,15,16,17]。在本研究中,DAI伤后6 h即可观察到ORAI1在大鼠大脑皮质内的表达升高,伤后1 d时ORAI1的表达达高峰,伤后3～14 d,ORAIl的表达逐渐降低,ORAI1表达量的动态变化提示ORAI1可能与DAI后SOCE介导的钙超载有关,但是具体的作用及可能机制仍不清楚。ORAI1的变化趋势与大脑皮质DAI后的病理变化呈时相相关,这提示DAI后大脑皮质ORAI1的表达变化参与DAI后大脑皮质的病理生理过程。此外,在本研究中,即使到了伤后14 d,ORAI1的表达仍较对照组高,提示ORAI1参与DAI后病理改变的时限较长,可能与DAI后的慢性退行性病变有关。本研究的时间点局限在伤后14 d,这是本研究的不足之处,继续深入研究ORAI1在DAI后慢性期的作用对揭示其病理机制也有一定意义。
本研究还发现,DAI后ORAI1在胞质内染色深,范围广,几乎可见于皮质内所有的细胞类型,且近年研究显示,ORAI1表达于神经元、小胶质细胞、星型胶质细胞及神经祖细胞,并参与其各自的病理变化过程[18,19,20,21,22,23]。小胶质细胞在脑外伤后最快被激活并起主要免疫作用,受损细胞释放的物质调控小胶质细胞的迁移,由STIM1和ORAI1调节的SOCE参与小胶质细胞形态的改变,并介导其活化[19,20]。本研究HE染色结果发现,DAI后伴随着大量小胶质细胞的活化,而ORAI1的表达升高可能参与此过程。神经祖细胞的增殖是神经再生的关键,细胞增殖依赖于细胞内Ca2+浓度。研究发现,SOCE参与神经前体细胞的增殖,敲除ORAI1或STIM1可以显著抑制SOCE和神经前体细胞的增殖[21]。因此,ORAI1可能也参与DAI导致的神经前体细胞的增殖。既往研究认为,SOCE在非兴奋细胞钙内流的机制中起重要作用,但是,与非兴奋细胞相似,STIM1和ORAI1也参与神经元内SOCE的形成。DAI后神经轴索的断裂分为原发性和继发性,原发性断裂发生于受伤的瞬间,而继发性断裂发生于伤后的数小时至数天。DAI后神经元内Ca2+超载在继发性轴索断裂的过程中起重要作用。DAI后,轴索膜通透性增加,细胞外Ca2+流入,轴索内Ca2+浓度升高,导致核溶解、细胞结构崩解、轴索肿胀等一系列的病理改变,钙超载是导致神经细胞死亡的最后共同通路[22]。SOCE是介导胞外Ca2+进入细胞内的重要通道之一,既往研究证实,STIM1与DAI后早期钙超载有关,而本研究发现,DAI后神经元形态的细胞内ORAI1的表达升高;这种改变在受损神经元内尤其明显,提示ORAI1可能也参与神经元内SOCE介导的钙超载,这与既往的研究结果相吻合[23]。
综上所述,DAI后大鼠脑皮质ORAI1的表达升高后逐渐降低,其表达变化趋势与DAI后大脑损伤程度一致。阐明DAI后ORAI1在相关病理过程中的作用可能揭示DAI的新机制,并为DAI的治疗提供新的思路。
摘要：目的 研究弥漫性轴索损伤(DAI)对大鼠脑皮质钙释放激活钙通道调节分子1(ORAI1)表达的影响。方法利用瞬间旋转损伤装置,建立大鼠DAI模型,分为DAI组及对照组,DAI组又分为DAI组伤后6 h、1 d、3 d、7 d、14 d等5个亚组。运用苏木精-伊红(HE)染色观察大鼠DAI后脑皮质的病理生理变化;运用免疫组化检测大鼠脑皮质ORAI1的分布及表达。结果 HE染色显示,DAI伤后6 h1 d神经元变性、坏死、崩解数量增多,轴索的断裂和紊乱明显;DAI伤后314 d,开始恢复期改变,神经元的变性、水肿和坏死现象逐渐减少。免疫组化检测显示,与对照组比较,DAI伤后6 h大鼠脑皮质ORAI1的表达即开始增加,伤后1 d达高峰,伤后314 d逐渐降低,至伤后14 d时仍高于对照组(P<0.05)。结论 DAI后大鼠脑皮质ORAI1的表达水平呈先增加后降低的趋势,这一变化与大鼠DAI后脑皮质的病理生理变化有关,ORAI1可能参与DAI后的病理生理过程。
关键词：钙释放激活钙通道调节分子1,大鼠,弥漫性轴索损伤,病理生理
钙激活蛋白 篇2
稻瘟菌激活蛋白对植物生长及其生理活性的影响
本研究发现,稻瘟菌激活蛋白可明显提高丝瓜、番茄等发芽率,促进种子发芽整齐,同时对促进植物幼苗生长、健壮也有明显的作用.处理水稻后,控制稻瘟菌效果达50.68%;抗旱综合指数也从55提高到92.经激活蛋白处理后,植物的纤维素酶和醇脱氢酶活性增强,过氧化氢和脯氨酸的.含量提高,这些酶和活性物质在促进植物生长抗逆方面能发挥重要作用.
作 者：徐锋 杨勇 谢馥交 刘铮 邱德文 杨秀芬 XU Feng YANG Yong XIE Fu-jiao LIU Zheng QIU De-wen YANG Xiu-fen 作者单位：徐锋,刘铮,邱德文,杨秀芬,XU Feng,LIU Zheng,QIU De-wen,YANG Xiu-fen(中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京,100081)杨勇,谢馥交,YANG Yong,XIE Fu-jiao(湖南农业大学,生物安全科技学院,湖南,长沙,410128)
刊 名：华北农学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA 年，卷(期)： 21(5) 分类号：S432.1 关键词：激活蛋白 发芽率 抗逆性钙激活蛋白 篇3
BKCa通道是由四个形成孔道的α亚基聚集而成的对称复合物, 在很多组织中由α亚基和β亚基组成, β亚基对通道的功能起调节作用。BKCa通道的α亚基的N端有7个跨膜区段 (S0～6) , COOH端包含4个疏水区段 (S7～10) , 这一区段对通道的调节起着十分重要的作用。S7～8区段有两个钾电导调节区 (RCK) , 在S10区段前有一系列保守的带负电荷的天冬氨酸残基, 是钙离子结合的位点, 称为“钙池”。此外, 在COOH端还有其他的一些调节位点, 如四聚化位点、磷酸化位点、镁离子结合位点等。在不同组织中, BKCa通道的功能特征有显著的差异, 其功能受很多机制所调控, 本文就近年来在这方面的研究进展作一综述。
1 β亚基及其他辅助蛋白的调控
在哺乳动物中, 已有4个β亚基 (β1～β4) 被克隆。尽管β亚基之间的同源性很高, 但它们的表达谱及对BKCa通道功能特征的影响有显著的差异。β1主要在平滑肌、毛细胞和某些神经元中表达, 通过改变亚基电压感受器的构象及其移动来减慢BKCa通道的门控, 并增加通道对钙的敏感性[1]。此外, β1的共表达能改变钙离子对α亚基中两个主要钙结合位点的亲和力, 当通道开放时, 钙离子对RCK1的位点亲和力增加, 而在关闭时, 对“钙池”的亲和力则下降[2];β2则能加速BKCa通道的失活;β3在睾丸、胰腺和脾脏中表达, 也能加速BKCa通道的失活, 但不影响通道对钙的敏感性;β4在大脑中的表达最高, 能减慢通道的失活, 改变通道的钙依赖性电压-电导关系, 并且能使BKCa通道对阻断剂IBTX和ChTX的敏感性下降。当β4亚基和α亚基共同形成通道时, 通道口的静电作用及空间位阻可阻止ChTX的进入, 从而使通道对阻断剂的敏感性下降。有研究显示, β4胞外区中四个连续的赖氨酸残基和BKCa通道中央孔道的胞外入口很近, 它们组成三个带正电荷的环, 能降低胞外钾离子浓度, 以赋予BKCa通道的外向性整流特征[3]。Martin等[4]报道, β4能调节BKCa通道对酒精的反应, 当α亚基和β4亚基在HEK293中共表达时, BKCa通道对酒精的急性耐受性会显著下降;从β4亚基敲除的小鼠中分离的神经元中的BKCa通道对酒精能产生快速耐受性, 因此β4亚基有可能成为治疗酒精中毒的一个靶点。
除了上述4个β亚基外, 其他一些辅助蛋白也能调控BKCa通道。研究者用酵母双杂交的方法在果蝇中鉴定了两个BKCa的调节蛋白Slob和dSLIP1。dSLIP1能减少BKCa通道在细胞膜上的表达, 而降低BKCa通道的电流幅度;Slob本身对BKCa通道只有较弱的作用, 但当它与另一种称作14-3-3的蛋白共同作用时, 可以显著地抑制BKCa通道的活性。一种Mink相关肽MiRP3也可以调节BKCa通道, 在CHO细胞中它可显著减小BKCa通道的电流密度, 并使通道的电压-电导的关系曲线向更去极化的膜电位偏移[5]。在肾脏足细胞中, nephrin蛋白可调节BKCa通道的表面表达[6]。此外, BKCa通道的表面表达也受一种称作MAGI-1的膜支架蛋白抑制, MAGI-1可能在肾脏及大脑等组织中调节BKCa通道的活性。大多数关于β亚基及辅助蛋白对BKCa通道的研究结果来自于离体的异源表达系统, 且近年来的研究还发现BKCa通道的某些β亚基及辅助蛋白对其他的钾离子通道也有调节作用。因此, β亚基及辅助蛋白对BKCa通道在体内调节作用的特异性仍有待于进一步验证。
2 磷酸化调控
在神经、肌肉及非兴奋性细胞中, 离子通道功能结构的多样性是电信号变化的基础, 蛋白磷酸化是产生这种多样性的重要机制之一。许多离子通道的内在门控特征受细胞中磷酸激酶和磷酸酶的调控, 这些酶可以通过修饰通道蛋白中某些特定的可逆性磷酸化位点来动态调节通道的活性。BKCa通道是各种常见的丝氨酸/苏氨酸激酶的重要底物之一, 这些酶包括cAMP依赖性蛋白激酶A (PKA) , cGMP依赖性蛋白激酶G (PKG) 以及二酰基甘油/Ca2+依赖性蛋白激酶C (PKC) 等。这些激酶可使BKCa通道的活性与细胞的各种信号级联反应相关联, 以控制细胞的兴奋性或收缩性。Tian等[7]报道, 哺乳动物BKCa通道α亚基的所有剪接体都含有一个保守的PKA位点, 此位点位于C端“钙池”序列附近, 通道所有4个亚基在该位点的磷酸化可使其活性提高60%。Yan等的研究[8]显示, BKCa有至少7个选择性剪接体, 他们鉴定了多达30个的丝氨酸/苏氨酸磷酸化位点, 且通过在HEK293细胞中的电生理实验, 证实了BKCa通道α亚基的磷酸化能差异性地调节通道的电压和钙的敏感性, 提示BKCa通道α亚基的动态磷酸化修饰可能为哺乳动物中枢神经系统中神经元的兴奋性的控制提供一种分子机制。
BKCa通道的活性也可受Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ (CaMKⅡ) 的调控, 在用秀丽线虫为模式动物的一项研究中发现, 在神经肌肉接头的突触前膜中, CaMKⅡ能通过直接磷酸化线虫BKCa通道的苏氨酸残基T425调节其功能, 进而控制神经递质的释放[9]。Liu等[10]报道, CaMKⅡ能通过磷酸化N端的T107抑制牛BKCa通道的活性, 并改变通道对酒精的敏感性。在中枢神经中, CaMKⅡ被认为是记忆和学习过程中的关键分子, 它对BKCa通道的作用提示了BKCa通道可能参与神经元可塑性的调节。
除了α亚基, 通过β亚基或其他辅助蛋白的磷酸化也能调节通道的功能。有研究指出, 当BKCa通道在HEK293细胞中表达时, 其活性与内源性的酪氨酸激酶和磷酸酶密切相关, 而这种相关性依赖于通道的接头蛋白cortictin的可逆性磷酸化, 表明BKCa通道的活性受cortictin磷酸化状态的调节[11]。
3 mRNA选择性剪接的调控
在不同物种中, BKCa通道的α亚基都有很多的选择性剪接体, 其中有些能产生具有显著钙敏感性及动力学差异的通道, 以行使不同的生物学功能[12]。在耳蜗的毛细胞中, 不同剪接体编码的通道能在毛细胞的基膜形成一种钾电流的梯度, 调节毛细胞中电压共振的频率。这些通道在动力学上有显著的不同, 它们与电压门控的钙通道的组合, 在很大程度上决定了毛细胞的电学调谐。在小鼠的发育过程中, 中枢神经系统中BKCa通道的不同剪接体的丰度有很大变化, 说明哺乳动物在大脑发育过程中, 需要具有不同特征的BKCa通道来行使功能。Soom等[13]报道了在原始的大脑组织中, BKCa通道中编码S6至RCK1区段的外显子可以被一个同样大小的外显子取代, 而通道的门控特征也发生了变化, 在低钙时通道能被更快激活, 而在高钙时其开放频率增加。
外显子选择性的剪接还能作为一种分子开关来决定该通道的磷酸化调控的特性。研究显示, PKA能通过磷酸化保守的S869而激活通道, 但如果通道中包含外显子STREX时, 又能通过磷酸化其中的一个残基来抑制其活性。因此, 外显子STREX成了BKCa通道在PKA激活型和PKA抑制型之间转换的分子开关, 这种外显子选择性剪接和磷酸化修饰的组合大大丰富了BKCa通道活性的调控模式[14]。
过去十几年的研究已确立了BKCa通道在生物体对酒精耐受性的产生中起重要的作用[15]。例如在视上核及纹状体中, BKCa通道对酒精的敏感性会逐渐下降。有研究发现[16], BKCa通道对酒精敏感性下降是由一种含有称作ALCOREX外显子的mRNA的选择性降解所引起的, 这种ALCOREX mRNA的选择性降解提高了其他剪接体的相对比例, 使形成的通道对酒精不敏感;m RNA的选择性降解是由microRNA mi R-9所介导, 在ALCOREX mRNA的3, -UTR中含有miR-9的识别序列, 酒精可以使miR-9的丰度上调, 从而使ALCOREX mRNA得以选择性的降解。mRNA选择性剪接的调控在很大程度上丰富了BKCa通道的生物学功能。
4 内源性代谢物的调控
近年的研究指出, BKCa通道的功能可被许多内源性代谢物调节, 其中包括氧化亚氮 (NO) 、一氧化碳 (CO) 等气体信号分子, 4, 5-二磷酸磷脂酰肌醇 (PIP2) 、血红素等。例如, 在海马CA1锥体神经元中, 慢性间歇性组织缺氧可显著降低BKCa通道的开放频率, 这种BKCa通道的活性下降是由NO的不足引起, 表明NO的缺失可抑制BK的活性[17]。在培养的人脐血管内皮细胞中, CO可直接或通过NO及c GMP依赖性途径激活BKCa通道。在HEK293细胞中, CO能可逆性地作用于BKCa通道的S9-S10区段, 以浓度依赖性方式快速激活BKCa通道, 但不影响通道的单通道电导和去激活[18]。PIP2能直接调节BKCa通道的功能, 通过增加钙驱动的门控过程并改变通道开关, 但不影响通道的单通道特征和电压依赖性, 这种作用能被β1亚基显著加强[19]。血红素能结合BKCa通道, 抑制其活性。氧化型及还原型的血红素都能直接与BKCa通道结合, 降低通道的开放频率。后来的研究发现, 血红素是CO作用于BK通道的受体, CO能结合还原型血红素, 使其由通道抑制剂转变成激活剂, 这揭示了气体信号分子调节离子通道的一种新机制[20]。在气管平滑肌细胞中, 白细胞介素IL-4能通过快速增加近膜钙离子的浓度来调节BKCa通道的功能[21]。此外, 在血管平滑肌中, BKCa通道能被前列腺素、过氧化氢及脂质加氧酶产物等内源性代谢物所激活, 从而使血管平滑肌超极化而舒张[22]。以上这些研究揭示了内源性代谢物对BKCa通道调节作用, 为寻找新的治疗心血管疾病的药物提供了分子基础。
5 其他调控机制
BKCa通道蛋白中含大量对很多氧化剂敏感的半胱氨酸 (Cys) 和蛋氨酸 (Met) 残基。半胱氨酸特异性还原剂二硫苏糖醇 (DTT) 能加快BKCa通道激活的动力学过程, 增加单通道开放概率。过氧化氢等氧化剂可选择性地氧化半胱氨酸残基, 抑制BKCa通道的钙依赖性激活, 这种抑制性效应部分由C末端911位的半胱氨酸残基氧化所介导。除了C911外, 对RCK区段C430的氧化修饰也能改变BK通道的钙依赖性激活。Zhang等报道[23], BKCa通道的C430和C911残基与撕裂膜片中通道的时间依赖性衰减有关, 而给予还原剂DTT可以阻止这种衰减。此外, RCK区段中三个蛋氨酸残基 (M536、M712和M739) 的氧化能增加BKCa通道的活性[24]。
某些离子通道也能调节BKCa通道的活性。在血管平滑肌细胞中, 瞬时受体电势 (TRP) 通道TRPV4能与BKCa通道及ryanodine受体形成钙信号复合体, 通过钙诱导的内钙释放以引起平滑肌细胞的超极化和血管舒张。在培养的人支气管内皮细胞系中, TRPV4与BKCa通道的功能相耦合, 钙离子通过TRPV4激活BKCa通道[25]。在肾脏足细胞中, BKCa通道能与内源性TRPC3和TRPC6结合, 在HEK293细胞中共表达时, TRPC6能增加BKCa通道的表面表达及电流幅度, 提示TRPC通道可能作为激活BKCa通道的钙源之一来调节其活性[26]。在血管平滑肌细胞中, TRPC1能与BKCa通道结合, 通过TRPC1的钙离子可激活BKCa通道而引起细胞膜超极化[27]。上述研究表明, 在平滑肌细胞中, TRP通道的存在为BKCa通道的功能调节提供了一种新的机制。
6 结语
BKCa通道的独特之处在于一方面它对钾离子的高通透性, 另一方面它结合了电压门控和配体门控离子通道的功能结构特点, 因而可以受很多因素的调控。BKCa通道广泛表达于神经元、平滑肌、内分泌等组织器官中, 对细胞中各种信号的整合、细胞兴奋性的控制、细胞内钙离子的动态平衡等方面起重要的作用。BKCa通道的缺失能导致神经系统、心血管系统、呼吸系统的多种疾病, 包括癫痫、运动障碍、听力损伤、高血压疾病、哮喘等。近年来, 科学家们利用分子生物学、遗传学、生理学等实验方法, 发现了更多的组织特异性BKCa通道α亚基形式及一些新的辅助蛋白, 有关BKCa通道功能的调控机制正在被进一步揭示。这些研究将对寻找新的药物靶点和治疗相关疾病提供重要的理论依据。