川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物，已证明具选择地影响神经递质释放，有效地对抗肉毒中毒，促进细胞分化、凋亡，抑制肿瘤增殖，抑制昆虫发育和取食，影响K⁺、Ca²⁺通道活动等多种生物效应. 综述了证明川楝素抑制多种K⁺通道，选择地易化L型Ca²⁺通道和进而升高胞内Ca⁺浓度的研究资料，并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

驱蛔中药的活性成分川楝素的生物效应

利用楝属植物皮和种子治疗消化道寄生虫病和防治农业虫害,早在两千年前的中国古代已有记载。川楝素（toosendanin,C30H38O11,FW=574）是我国科学家在上世纪五十年代从川楝皮提取、分离的一个用以代替进口驱蛔药山道年的三萜化合物。研究已证明川楝素具多种独特的生物效应和在科学研究、临床医学及农业上的应用价值。第一,川楝素以先易化后抑制的双相作用干扰神经递质释放,阻遏神经肌肉接头和中枢神经突触的突触传递。此作用可能是川楝素改变递质释放装置的Ca^2＋敏感性和使之最终完全消失的结果。第二,尽管川楝素与肉毒神经毒素阻遏神经肌肉接头传递的作用有许多相似,川楝素在离体和在体实验中均显示出极有效的抗肉毒神经毒素作用：川楝素可治愈致死量肉毒中毒的小鼠和猴;经川楝素孵育的离体神经肌肉标本,或由经一次川楝素注射的动物取出的神经肌肉标本具抵抗肉毒神经毒素作用的能力。已有证据表明抗肉毒神经毒素作用是通过川楝素阻隔肉毒神经毒素与其酶解底物SNARE蛋白的接近而实现的。第三,近年观察到川楝素还引发细胞分化和凋亡,抑制人的多种肿瘤细胞增殖。该作用是Ca^2＋依赖性的,有线粒体依赖的凋亡通路参与。第四,川楝素抑制多种K^＋通道,选择性地易化通过L型Ca^2＋通道的Ca^2＋流,并由此导致细胞内Ca^2＋浓度（[Ca^2＋]i）持续升高。川楝素对K^＋通道的抑制,对L型Ca^2＋通道的易化和由之引起的[Ca^]．升高和超载,是川楝素引发细胞分化和凋亡、抑制细胞增殖,以及川楝素产生神经递质双相变化和阻遏突触传递的机制。     

Ca2+在链霉素对大鼠颈动脉窦压力感受器反射影响中的作用

在23只隔离灌流颈动脉窦区的麻醉大鼠上, 观察了链霉素(streptomycin, SM)对动脉压力感受器反射影响的离子机制.结果: (1) 用SM (200 μmol/L)隔离灌流大鼠颈动脉窦区时, 压力感受器机能曲线向右上方移位, 曲线最大斜率及反射性血压下降幅度均减小(P<0.01), 提示SM对压力感受器反射有抑制作用; (2)预先灌流高Ca2+溶液(4 mmol/L)后, 可部分消除SM (200 μmol/L)对压力感受器反射的抑制作用(P<0.01), 使其压力感受器机能曲线向左下方移位, 曲线的最大斜率由0.27±0.04增至0.37±0.02 (P<0.01), 反射性血压下降幅度由4.32±0.14 kPa增至6.18±0.17 kPa (P<0.01), 而阈压和饱和压则分别从10.29±0.29和27.26±0.42 kPa降至9.98±0.33 和25.22±0.38 kPa (P<0.05); (3) 用Ca2+通道激动剂Bay K 8644 (500 nmol/L)预处理, 可完全消除SM (200 μmol/L)对压力感受器反射的抑制效应; (4)预先给予Ca2+激活性K+通道阻断剂(charybdotoxin, ChTX, 100 nmol/L), 对压力感受器反射无明显影响, 加入SM后仍呈现抑制作用.以上结果表明, SM可能是通过抑制颈动脉窦压力感受器中机械敏感性通道的Ca2+内流而发挥作用.     

Ca2+在水杨酸诱发的丹参培养细胞培养基碱化过程中的作用

利用质膜钙离子通道抑制剂LaCl3、异搏定(Verapamil,VP),钙离子载体A23187,内膜系统钙离子通道抑制剂2-APB和LiCl处理,研究水杨酸(SA)诱发的丹参培养细胞内Ca2+迸发在培养基碱化过程中的作用。结果显示:SA处理诱发丹参培养细胞培养基碱化,质膜钙离子通道抑制剂LaCl3和VP、内膜系统钙离子通道抑制剂2-APB和LiCl单独处理均可显著抑制SA处理诱发的培养基碱化过程,但质膜钙离子通道抑制剂对SA处理诱发的培养基碱化的抑制作用要显著强于内膜系统钙离子通道抑制剂;当两类钙离子通道抑制剂同时使用,培养基碱化过程被完全抑制,甚至培养基出现酸化趋势;钙离子载体A23187可以显著促进培养基碱化过程。以上结果说明,由水杨酸诱发的胞外Ca2+内流与胞内钙库Ca2+释放均参与了丹参培养基碱化的诱导过程,但胞外Ca2+内流的作用更重要。本研究揭示了SA诱发的Ca2+与丹参细胞培养基碱化之间的关系,为更深层次地阐明植物次生代谢调控机制提供理论基础。     

压力超负荷心肌肥大晚期和心衰大鼠心肌力学及Ca2+反应性的改变

目的 :观测比较肥大心肌和衰竭心肌在基础力学性能、[Ca2 ]o 正性变力作用和Ca2 通道阻滞剂负性变力作用三方面的变化和差别。方法 :大鼠升主动脉缩窄法建立左心室肥大 (LVH)和充血性心衰 (CHF)模型 ,记录离体灌流乳头肌的长度 张力曲线 ,比较基础状态和nifidipine处理后 [Ca2 ]o 与峰张力的量效关系。结果 :①CHF组长度 张力曲线较LVH组和假手术对照组 (Sham)明显下移 ;基础状态下 ([Ca2 ]o=0 .5mmo1/L) ,LVH等长收缩峰张力 (PT)尚能维持 ,但CHF组PT分别低于LVH组和Sham组 37.9%和 43 .7% (P均 <0 .0 1) ;±dT/dtmax也较LVH组进一步下降 (P <0 .0 1) ;②各组峰张力随 [Ca2 ]o 的升高而增强 ,但CHF组 [Ca2 ]o 作用的量效曲线较LVH和Sham明显下移 ;③nifedjpine的负性肌力作用具明显剂量依赖性 ,但其抑制程度在三组间没有明显差异 (P>0 .0 5 )。结论 :肥大心肌以收缩强度不变区别于衰竭心肌的收缩低抑。两组收缩速度、舒张速率和 [Ca2 ]o 正变力效应的下降程度递增 ,但Ca2 通道阻滞剂的负变力效应均无改变。     

毛白杨幼苗低温锻炼过程中Ca2+ 的作用及细胞Ca2+-ATP酶活性的变化

观察了低温锻炼以及随后的常温生长中毛白杨幼苗质膜及线粒体Ca2 ATP酶活性、CaM含量和抗冻性的变化。结果表明 ,单纯低温锻炼在一定程度上提高了毛白杨幼苗质膜及线粒体Ca2 ATP酶活性、CaM含量和抗冻性 ,减小了低温胁迫所引起的质膜及线粒体Ca2 ATP酶活性和CaM含量的下降程度 ,促进了胁迫后恢复过程中质膜及线粒体Ca2 ATP酶活性和CaM水平的迅速回升。在低温锻炼的同时 ,用CaCl2 处理能加强低温锻炼的效果 ,但这种效应可被EGTA、LaCl3和CPZ处理所抑制     

Ca2+预处理对热胁迫下辣椒叶肉细胞中Ca2+-ATP酶活性的影响

在常温下生长的辣椒(Capsicum annum L.)叶肉细胞中Ca2+-ATP酶主要分布于质膜、液泡膜上,叶绿体的基质和基粒片层上也有少量分布;在40℃下热胁迫不同的时间,酶活性逐渐下降,直至叶绿体超微结构解体.同样条件下,经过Ca2+预处理后,分布在上述细胞器膜或片层上的酶活性大大提高,表明Ca2+预处理对该酶活性具有激活作用;Ca2+预处理对热胁迫下的超微结构的完整性具有一定的保护作用,并且能使Ca2+-ATP酶在热胁迫下维持较高活性.结果表明,Ca2+预处理增强辣椒幼苗的抗热性,可能与其稳定细胞膜、从而使Ca2+-ATP酶在热胁迫下保持较高活性有一定关系.     

Ca2+诱导的synaptophysinⅠ蛋白的脂筏分布

文章研究了Ca2+对synaptophysin Ⅰ(Syp Ⅰ)蛋白的脂筏分布的影响.研究结果证明,Syp Ⅰ蛋白的脂筏分布明显受到Ca2+的特异性调控.在无Ca2+的条件下,Syp Ⅰ为典型的非脂筏蛋白;而在低浓度Ca2+的条件下,Syp Ⅰ可以转变为脂筏结合蛋白.文章还研究了Syp Ⅰ在Ca2+的诱导下进入脂筏膜微区的分子机制.研究结果表明,Syp Ⅰ在Ca2+的诱导下进入脂筏这一现象依赖于其C末端胞质区,确定了Syp Ⅰ的胞质区在这种调节中的重要性.     

Ca2+位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程

以拟南芥为材料,利用药理学实验,结合分光光度法和激光共聚焦显微技术,研究了Ca2+在硫化氢(H2S)诱导拟南芥气孔关闭过程中的作用及其与过氧化氢(H2O2)的关系。结果表明： H2S诱导气孔关闭, Ca2+螯合剂EGTA和质膜Ca2+通道阻断剂硝苯地平(Nif)能不同程度抑制H2S诱导的气孔关闭,而内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素(Thaps)对H2S的作用无显著影响。由此推测, Ca2+参与调节H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程,且胞质中Ca2+来源于胞外Ca2+的内流。另外, H2S诱导拟南芥叶片NADPH氧化酶基因AtRBOHD和AtRBOHF以及细胞壁过氧化物酶基因AtPRX34表达增强,促进叶片和保卫细胞中H2O2积累, EGTA对此起抑制作用,而外源CaCl2处理上调AtRBOHD、AtRBOHF和AtPRX34的表达。表明Ca2+可能位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程。     

Ca2+依赖和Ca2+不依赖的囊泡分泌研究进展

Ca2 是促发囊泡胞吐的关键调节因子.最近的研究表明,分泌囊泡和通道之间的空间距离调节囊泡分泌的过程和性质.Ca2 通道开口附近形成的Ca2 微区和Ca2 钠区和囊泡快速递质释放有非常紧密的联系.SNARE蛋白和钙离子传感器synaptotagmins等在触发分泌中起调控作用.同时另有一类不依赖于Ca2 的囊泡分泌存在.Latrotoxin和mastoparan等可以激活这一类不依赖于Ca2 的信号通路,从而触发囊泡释放.本文主要从ca2 对囊泡胞吐的调控作用着手,综述了Ca2 依赖和Ca2 不依赖的囊泡分泌过程和可能的调控机制.     

ACTH4-9类似物对小鼠海马突触体Ca2+水平的调节作用

本工作观察了Ｏｒｇ２７６６（ＡＣＴＨ４－９的类似物）对海马突触体内游离Ｃａ＾２＋水平及对＾４５Ｃａ＾２＋摄取的影响。采用细胞内钙离子荧光探针Ｆｕｒａ－２,通过Ｓｐｅｘ－阳离子测定系统检测突触体内［Ｃａ＾２＋］ｉ的动态变化,并用液闪光谱仪测定突触体对＾４５Ｃａ＾２＋的摄取。结果表明：较低剂量的ＯＲＧ２７６６对突触体内［Ｃａ＾２＋］ｉ的影响不明显,却显著降低突触体对＾４５Ｃａ＾２＋的摄取;高剂量的Ｏｒ     

The mitochondrial Ca2+-activated K+ channel activator, NS 1619 inhibits L-type Ca2+ channels in rat ventricular myocytes

We examined the effects of the mitochondrial Ca(2+)-activated K(+) (mitoBK(Ca)) channel activator NS 1619 on L-type Ca(2+) channels in rat ventricular myocytes. NS 1619 inhibited the Ca(2+) current in a dose-dependent manner. NS 1619 shifted the activation curve to more positive potentials, but did not have a significant effect on the inactivation curve. Pretreatment with inhibitors of membrane BK(Ca) channel, mitoBK(Ca) channel, protein kinase C, protein kinase A, and protein kinase G had little effect on the Ca(2+) current and did not alter the inhibitory effect of NS 1619 significantly. The application of additional NS 1619 in the presence of isoproterenol, a selective beta-adrenoreceptor agonist, reduced the Ca(2+) current to approximately the same level as a single application of NS 1619. In conclusion, our results suggest that NS 1619 inhibits the Ca(2+) current independent of the mitoBK(Ca) channel and protein kinases. Since NS 1619 is widely used to study mitoBK(Ca) channel function, it is essential to verify these unexpected effects of NS 1619 before experimental data can be interpreted accurately.     

Direct interaction between SNAP-23 and L-type Ca2+ channel

During secretion, membrane-bound secretory vesicles dock and fuse at the base of porosomes in the cell plasma membrane. Among other proteins, the porosome is composed of SNAREs and Ca2+-channels. Ca2+-channels and SNAREs have been implicated in cell secretion. Several immunoprecipitation and binding studies suggest the physical interaction of the t-SNARE proteins, Syntaxin-1 and SNAP-25 with various Ca2+-channels. In this study, using yeast two-hybrid and immunoanalysis, we demonstrate for the first time, direct interaction of SNAP-23 and a L-type Ca2+-channel at the plasma membrane in pancreas.     

Studies on Ca2+-channel distribution in maturation arrested mouse oocyte

The present study was carried out to identify the existence of voltage-dependent Ca2+-channels (P/Q-, N-, and L-type) and their distributional differences in germinal vesicle (GV) and GV breakdown (GVBD)-arrested mouse oocytes which includes GVBD to telophase I of meiosis I and matured oocytes (MII, metaphase of meiosis II) by using the immunocytochemical method and a confocal laser scanning microscope. (1) Comparison between follicular oocytes (GV) and GV-arrested oocytes after 17 hr of in vitro culture. In follicular oocytes, P/Q-, N-, L (anti-alpha1C anti-alpha1D)-type Ca2+-channels showed both localized and uniform staining. In contrast, GV-arrested oocytes, after in vitro culture for 17 hr, showed no presence of Ca2+-channels in most oocytes. (2) Comparison between GVBD oocytes after culture in vitro for 3 hr and GVBD-arrested oocytes after culture in vitro for 17 hr. In GVBD oocytes, P/Q-, N-, L (anti-1C, anti-alpha1D)-type Ca2+-channels showed both localized and uniform staining. In contrast, in GVBD-arrested oocytes, none of the three types of Ca2+-channels were identified in 72-86% of oocytes. The present study demonstrates that in most GVBD-arrested oocytes that do not mature to MII, there is no Ca2+-channel identified. Therefore, most of the GVBD-arrested oocytes seem to have defects in Ca2+-channel expression/translation. Also, distributional changes of Ca2+-channels take place depending on the maturation progress in GV oocytes and MII stage oocytes (ovulated and 17 hr cultured MII stage oocytes). In addition, we found evidence that a functional voltage-dependent Ca2+-channel (L-type) exists in mouse oocytes (ovulated and cultured MII staged oocytes by a confocal laser scanning microscope).     

钙不依赖性钙调素结合蛋白的研究进展

钙调素是普遍存在于真核生物细胞中、发挥多种生物学调控作用的信号组分.钙调素不仅在有Ca2 情况下通过与钙依赖性钙调素结合蛋白作用而传递信号,也能在相对无Ca2 条件下直接结合钙不依赖性钙调素结合蛋白而传递信号.综述了无钙离子结合钙调素及钙不依赖性钙调素结合蛋白的结构特性、钙不依赖性钙调素结合蛋白的种类及其可能的生物学作用,这将有助于我们深入认识钙调素介导信号途径的特异性、复杂性和多样性.     

镉诱发肝细胞毒性和胞内Ca2+变化及硒的保护作用研究

本文通过研究镉诱发鼠肝细胞毒性和胞内游离Ca2 变化及硒的干预效应,探讨镉致肝细胞损伤机制及硒的保护作用。分离培养新生鼠原代肝细胞,随机分为正常对照组、4个5、25、100和250μmol/LCdCl2组、2个10和20μmol/LNa2SeO3组和8个用10和20μmol/LNa2SeO3分别与5、25、100和250μmol/LCdCl2联合作用组。在实验后第12h检测肝细胞存活及其MDA含量和培养液中LDH活性,激光共聚焦显微镜分析肝细胞内游离Ca2 水平([Ca2 ]i)。结果显示,镉处理的肝细胞存活随镉浓度增加明显下降,硒处理组与对照组差异不明显;硒提高或明显提高镉染毒肝细胞存活。肝细胞培养上清液LDH活性随镉浓度增加而逐渐升高,且100和250μmol/LCdCl2组显著高于对照组,而硒处理组未见明显变化;给予硒的25、100和250μmol/LCdCl2处理组LDH活性下降或明显下降。不同浓度镉均诱发肝细胞MDA含量显著升高,而硒处理组未见类似表现;10和20μmol/LNa2SeO3抑制或显著地降低25、100和250μmol/LCdCl2诱发的MDA的生成。经镉处理的肝细胞[Ca2 ]i荧光强度明显高于对照组,且随镉浓度的增加而上升,而给予硒的肝细胞[Ca2 ]i荧光强度未见升高,与对照组相近;加入硒的镉染毒肝细胞[Ca2 ]i均比各对应浓度的镉处理组有较大幅度地下降,其中给予硒的25μmol/LCdCl2处理组差异显著,且接近对照组的水平。结果提示,镉诱发肝细胞毒性和损伤以及肝细胞[Ca2 ]i升高;硒可能通过干预肝损伤细胞脂质过氧化反应,改善和保护肝细胞[Ca2 ]i稳态而减轻镉诱发的细胞毒性和损伤过程。     

大鼠肥厚心肌细胞钙电流及 Na~ /Ca~(2 )交换电流的研究(英文)

本文观察了心肌肥厚对大鼠心肌细胞Na ／Ca2 交换电流的影响。我们采用Goldblatt两肾一夹方法诱发大鼠心肌肥厚,应用全细胞膜片钳技术记录电流。结果表明：肥厚心肌细胞的Ni2 -敏感Na ／Ca2 交换电流密度大于正常细胞。在钳制电压为＋50mV时,正常细胞的外向交换电流密度为1．53±0．31pA／pF,而肥厚细胞则为2．62±0．53pA／pF（P＜0．01）;钳制电压为-100mV时,正常细胞的内向交换电流密度为0．42±0．14pA／pF,肥厚细胞达1．12±0．33pA／pF（P＜0．001）。这些结果提示,肥厚心肌细胞的Na ／Ca2 交换电流发生了改变,其意义有待进一步探讨。