肌肉细胞内质网-质膜互作与CRAC信号通路

细胞通过内质网(endoplasmic reticulum,ER)-质膜(plasma membrane,PM)之间的膜接触点(简称为ER-PM连接区)进行脂类传递和钙信号转导.该连接区占据神经元胞体处质膜表面积的12％,且是肌肉细胞兴奋-收缩偶联所必须的.当前对神经元中该区的动态特征及生物学功能还所知甚少,对兴奋性细...     

钙指示剂的发展及其研究现状

钙指示剂常被用于细胞及细胞器钙信号的检测,是钙信号转导研究中必不可少的工具.目前的钙指示剂分两大类,包括化学钙指示剂,如Fura-2、Indo-1、Fluo-4等,和基因编码的钙指示蛋白如D1ER、GCaMP、CEPIAler等.随着技术的发展及研究需求的不断提升,各版本的钙指示剂也在不断更新.本文对已有的钙指示剂进行...     

钙信号相关光遗传学工具开发及其在神经生物学中的应用

神经元通过动作电位及突触传递来使动物对内外刺激做出快速而准确的反应.钙信号通过介导或调控上述生理过程,成为神经元活动的标志.凭借高度的时空特异性,光遗传学成为探究神经元钙信号的一种理想手段.近年来,基于一系列光敏蛋白所开发出的光控钙信号工具,在不断完善和改进下,被成功地应用于神经生物学研究中.利用这些工具在多种模式动物中进行了低损伤性的光遗传学操作,实现了从神经元钙信号到动物记忆及行为的光操纵,体现了这类工具巨大的潜在应用价值.本文总结了钙信号相关光遗传学工具的最新研究进展,介绍了不同光控钙信号工具的设计原理及其在神经生物学中的应用,并对后续发展进行了展望.     

STIM1在肿瘤发生及转移中的研究进展

基质互作分子1 (stromal interaction molecule 1,STIM1)是细胞钙库操纵性钙内流(store-operated calcium entry,SOCE)通路的关键成员,它定位在内质网膜上,并在多种肿瘤细胞中高表达。异常表达的STIM1能够通过影响侵袭伪足(invadopodia)形成、干扰血管生成、介导炎症反应、改变细胞骨架和细胞动力等方式促进肿瘤发生及转移,然而其具体的调控作用机制仍未完全阐明。本文综述了目前STIM1在不同肿瘤发生及转移中的最新研究进展,总结并探讨了其在肿瘤发生及转移中的调控机制,为将来在肿瘤领域对STIM1的深入研究提供借鉴和参考。     

活细胞内亚细胞结构蛋白质组学研究新技术——几种邻近标记策略的应用及比较

真核细胞内多种无膜及有膜细胞器为各种生物学过程的发生提供场所.被膜细胞器通过它们之间的膜接触位点所进行的信息交流和物质交换是维持生命活动所必需的.绘制活细胞中细胞器或膜接触位点等处的蛋白质组图谱,将有助于解析这些部位的生物学功能及作用机制,并为研究细胞器相互作用提供基础.但由于无膜细胞器或膜接触位点很难分离纯化,传统的生化方法难以系统解析其中的蛋白质组.最近报道的几种基于酶类的蛋白质邻近标记技术,则为系统分析上述空间受限的蛋白质组这一难题提供了有效的解决方案.通过将能催化产生活性自由基(最常见的是生物素及其衍生物的自由基)的酶连接到目标蛋白上,可对其邻近的蛋白质组进行共价标记,从而使后者的分离和鉴定成为可能,并可以运用于活细胞中的动态标记.我们在此综述了几种最新的邻近标记策略的原理及应用,并对它们的优势与局限性进行了比较,以期为细胞器互作的蛋白质组学研究提供参考.     

神经元钙信号系统异常与阿尔茨海默病的“钙假说”

钙信号是细胞调节各项生命活动的重要机制。神经元通过胞外钙离子(calcium ion, Ca²⁺)内流、内质网Ca²⁺释放以及Ca²⁺释放介导的Ca²⁺内流等方式产生具有时空特异性的钙信号,用于调控多种生物学过程,例如动作电位的调节、神经递质的释放、轴突的生长以及突触可塑性等。神经元胞内Ca²⁺浓度因受到细胞精确调控而处于动态平衡之中。若钙信号失调导致平衡被打破,则会造成神经元功能异常甚至死亡。近年来多项研究表明,钙稳态失衡与神经退行性疾病,例如阿尔茨海默病等的产生和发展密切相关,由此发展出关于阿尔茨海默病的钙假说。该假说认为,神经元钙稳态调节机制的持续性改变是神经元功能失常、大脑产生慢性疾病的重要因素。阿尔茨海默病发生发展过程中,神经元胞浆钙水平异常增高,致使多种钙依赖性酶的活性异常,进而影响基因转录。虽然内质网钙稳态的变化目前仍存在一定的争议,但较为确定的是线粒体中存在着钙超载的现象,导致氧化磷酸化反应下调,活性氧的产量增加,进而引发细胞凋亡。本文主要介绍了神经元钙信号系统及其功能,简要梳理了阿尔茨海默病钙假说的相关研究,并对后续研究进行了展望。