蛋白磷酸酶1与Ca~(2+)/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ在心肌病中研究进展

蛋白质的磷酸化与去磷酸化是细胞信号转导过程中最重要的调控方式,其循环过程就像调控分子的开关一样,参与众多生理活动。负责这一修饰调节的是蛋白激酶与蛋白磷酸酶。报道显示人类染色体编码多达500个蛋白激酶,这些蛋白激酶满足人类高度多样性与差异性调控蛋白磷酸化作用,而有趣的是人类编码的蛋白磷酸酶却仅仅约为150个,其中约有40个是丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶。越来越多的证据表明蛋白磷酸酶/蛋白激酶调控异常在心肌病中起关键作用。蛋白磷酸酶1(protein phosphatase 1,PP1)是一多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,研究显示PP1在心肌肥厚和心衰的发生发展过程中起重要作用。而Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)是一种多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,它作为Ca2+信号转导的关键因子,调节细胞的多种生物学功能,其功能异常可引起肥厚心肌胞内钙稳态失衡进而引起心律失常等心肌病。该文就PP1与CaMKⅡ的功能和心肌病的关系作一综述。     

Ca~(2+)/钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ信息通路在DPDPE长时程作用的NG108-15细胞中的作用

目的　观察阿片类依赖时Ca2 + /钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ (CaMKⅡ )信息通路的变化 ,以及Ca2 + /CaMKⅡ信息通路与cAMP水平之间的关系。方法　以NG10 8 15细胞作为体外的细胞模型 ,分别采用竞争性蛋白结合法及放射免疫法、PDE法、γ 3 2 P参入法以及RT PCR测定cAMP水平、钙调蛋白 (CaM)活性、CaMKⅡ活性和mDOR的mRNA表达水平的变化。结果　DPDPE长时程作用NG10 8 15细胞 ,cAMP水平升高 ,形成阿片依赖 ;细胞CaM活性和CaMKⅡ活性也升高 ,该升高可被CaM拮抗剂W 7所抑制 ,而CaMKⅡ活性的升高可被CaMKⅡ特异性抑制剂KN 6 2所抑制。W 7或KN 6 2可抑制阿片依赖导致的细胞cAMP水平的升高。阿片依赖时 ,加入纳洛酮诱发戒断 ,CaM活性、CaMKⅡ活性进一步增高。而在阿片依赖时 ,δ阿片受体的mRNA表达水平无明显变化。结论　Ca2 + /钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ信息通路可通过调节cAMP水平参与阿片依赖的机制。     

药物成瘾中的CaMKⅡ信号转导机制

钙／钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ（Ca2＋／calmodulin—dependentproteinkinaseⅡ，CaMKⅡ）是一种多功能丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶，分布全身，在脑内分布尤其丰富，与神经递质合成和分泌、受体调节、细胞骨架结构调节、轴突传递、长时程增强（long—termpotentiation，LTP）以及基因表达密切相关。近年来研究表明，CaMKⅡ信号转导通路在镇痛及药物成瘾中发挥了重要作用。     

钙离子调节蛋白依赖激酶在子宫内膜癌细胞中表达的研究

目的 探讨钙离子调节蛋白依赖激酶（CaMKⅣ）在子宫内膜癌发病中的作用。方法 采用免疫组化方法,检测31例子宫内膜癌患者和20例正常子宫内膜标本中CaMKⅣ的表达强度,同时分析CaMKⅣ染色细胞的百分数与患者临床特征的关系（临床分期、组织分级和临床预后）。结果 正常子宫内膜组织细胞无CaMKⅣ的表达,CaMKⅣ表达主要在子宫内膜癌细胞核内,表达的强弱与临床分期和预后有关。结论 CaMKⅣ在子宫内膜癌组织中的表达与子宫内膜癌的恶性强度有关。     

慢性铝染毒对大鼠海马细胞内[Ca2+]i和CaMKⅡ蛋白表达的影响

目的通过进一步研究慢性铝暴露引起大鼠海马细胞内[Ca2 ]i和钙调蛋白激酶激酶Ⅱ(CaMⅡ)蛋白表达的变化,来探讨铝损害学习记忆的作用机制。方法选择断乳后Wistar大鼠,以含有不同浓度AlCl3的水进行饲养。3个月后,取海马测定细胞内[Ca2 ]i,用Western blotting方法检测CaMKⅡ的蛋白表达。结果(1)各染铝组的[Ca2 ]i与对照组比较明显降低,差异有统计学意义(P<0.01),但各染铝组间差异无统计学意义;(2)各染铝组CaMKⅡ蛋白表达与对照组比较也显著降低,并成剂量关系,差异有统计学意义(P<0.01)。结论铝能够降低大鼠海马细胞内的[Ca2 ]i浓度并造成CaMKⅡ的蛋白表达降低,从而损伤学习记忆功能。     

α-细辛醚对癫痫大鼠的海马钙稳态调控的影响

目的研究α-细辛醚对癫痫大鼠的海马钙稳态的影响。方法大鼠癫痫持续状态(SE)后,观察α-细辛醚对海马游离Ca2+浓度、游离钙调蛋白(CaM)平均通道荧光值、总CaM及钙调蛋白依赖性蛋白激酶(CaMK)IIa-mRNA表达的变化的影响。结果模型组SE后,各时相海马游离Ca2+显著增高(P<0.05);CaM平均通道荧光值显著降低(P<0.05);SE后12～72 h,游离CaM表达较正常组明显增强(P<0.05);CaMK IIa-mRNA表达显著降低(P<0.05)。与模型组相比,α-细辛醚组游离Ca2+浓度显著降低,游离CaM平均通道荧光值明显增加,总CaM表达显著降低,CaMK IIa-mRNA表达明显增强(P<0.05)。结论α-细辛醚可下调SE后海马游离Ca2+浓度及结合CaM表达,并上调CaMK IIa-mRNA表达。     

活性氧簇介导的血管平滑肌细胞内TRPC6激活为血管收缩调节血管张力的机制

典型的瞬时受体电位阳离子通道6(TRPC6)是一个非选择性阳离子通道,其通过调节细胞内Ca2+信号参与多种多样的细胞功能。许多机制参与了TRPC6通道的激活和调节,包括膜受体激活、Ca2+储存释放、细胞膜脂质和运输。笔者最近通过研究证实TRPC6也是一个对氧化还原敏感的通道,在表达TRPC6的细胞系中TRPC6可以被H2O2激活。     

谷氨酸触发大鼠大脑皮质神经元Ca~(2+)内流与PTK的关系

目的　研究谷氨酸 (glutamate,Glu)触发大鼠大脑皮质神经元Ca2 + 内流特性 ,蛋白酪氨酸激酶 (PTK)抑制剂genistein及蛋白酪氨酸磷酸酶 (PTP)抑制剂vanadate对其影响 ,揭示PTK与Glu触发大鼠大脑皮质神经元Ca2 + 内流的内在联系。方法　采用Fura 2 /AM荧光测定胞浆Ca2 + 变化技术 ,在原代培养的大鼠大脑皮质神经元上观察药物对Glu触发Ca2 + 内流的影响。结果　Glu触发的Ca2 + 内流不受电压依赖性钙通道 (VDCC)阻断剂尼莫地平影响 ,亦不受非VDCC阻断剂SK&F96 36 5影响 ,但可被PTK抑制剂genis tein抑制 ,被PTP抑制剂vanadate增强。genistein(1～ 30μmol·L-1)呈浓度依赖性抑制Glu触发的Ca2 + 内流。vana date则浓度依赖性增强Glu触发的Ca2 + 内流。结论　对尼莫地平敏感的VDCC及对SK&F96 36 5敏感的非VDCC没有参与Glu触发的Ca2 + 内流。PTK激活参与了Glu触发的Ca2 + 内流     

丙烯酰胺对大鼠PKC、CaMKⅡ和PKA的影响

目的研究丙烯酰胺(ACR)对蛋白激酶的影响,探讨ACR中毒性神经病的发病机制。方法以20和40mg/kg ACR腹腔注射雄性Wistar大鼠8周,每周3次。利用试剂盒测定脊髓蛋白激酶C(PKC)、Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)和蛋白激酶A(PKA)活力。结果 PKC、CaMKⅡ和PKA的活力在40 mg/kg染毒组呈明显升高的趋势,并且与对照组相比,差异有统计学意义(P0.01)。结论在本试验条件下,脊髓PKC、CaMKⅡ和PKA的活力明显升高,提示Ca2+相关蛋白激酶活力的改变可能是ACR神经病的发病机制之一。     

Ca~(2+)/CaMKⅡ信号通路在肿瘤坏死因子-α诱导心肌肥大中的作用

目的研究钙调素依赖蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)信号通路在肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导心肌细胞肥大中的作用。方法Lowry法测心肌细胞蛋白含量;计算机图像分析系统测心肌细胞体积;[3H]-亮氨酸参入法测心肌细胞蛋白合成;Till阳离子测定系统观察胞内[Ca2+]i瞬变;Westernblot法测定CaMKⅡδB的表达。结果①TNF-α(100μg.L-1)明显诱导心肌细胞蛋白含量、蛋白合成及体积的增加,CaMKⅡ特异性抑制剂KN93(0.2μmol.L-1)明显抑制TNF-α诱导的心肌肥大,但对正常心肌细胞生长无影响。②TNF-α引起心肌细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)瞬间变化幅度增高,KN93明显降低TNF-α诱导的上述改变。③TNF-α明显增强心肌细胞内CaMKⅡδB的表达。结论TNF-α可能通过引起心肌细胞[Ca2+]i升高,促进CaMKⅡδB表达诱导心肌细胞肥大的。     

细胞保护新靶点——Na~+-Ca~(2+)交换体

Na+ Ca2 +交换体 (Sodium calciumexchanger,NCX)是一种双向转运蛋白 ,具生电特性 ,其产生的电流称为Na+ Ca2 +交换电流 (INa Ca)。Na+ Ca2 +交换是调节细胞内Ca2 +平衡的主要途径之一 ,更是将过多的Ca2 +排出细胞的主要方式。NCX活性受多种因素调节 ,且在心 (脑 )缺血 /再灌 ,心衰 ,早老性痴呆等病理状态下有不同程度的改变。NCX是一潜在的、重要的药物作用靶点 ,目前尚无特异性作用于NCX本身的药物     

蛋白质酪氨酸磷酸化和氯通道参与瞬时受体电位蛋白介导钙池耗竭引起的钙内流

目的　探讨蛋白质酪氨酸磷酸化与Cl-通道对瞬时受体电位 (TRP)蛋白参与的Ca2 + 池耗竭引起的Ca2 + 内流(SOC)的调控作用。方法　采用脂质体转染和Fura 2 /AM荧光光度法 ,测定胞浆游离Ca2 +浓度 ( [Ca2 + ]i) ,比较转染人源性TRP1 (hTRP1 )和人源性TRP3 (hTRP3 )cDNA对毒胡罗卜素 (TG)引起的Ca2 + 内流的作用 ,并观察酪氨酸激酶抑制剂染料木黄酮、Cl-通道阻断剂呋塞米和 4,4 二异硫氰基芪 2 ,2 二磺酸 (DIDS)对其的影响。结果　HEK2 93细胞转染hTRP1cDNA后 ,TG引起的Ca2 + 内流显著增加 ;转染hTRP3cDNA则无明显影响。 5～ 3 0 μmol·L-1染料木黄酮、1～ 8μmol·L-1呋塞米、0 .5～ 1μmol·L-1DIDS对转染hTRP1cDNA细胞的TG诱发的Ca2 + 内流均有抑制作用。结论　hTRP1蛋白可能是HEK2 93细胞SOC的物质基础 ;酪氨酸激酶和Cl-通道均参与HEK2 93细胞SOC的调控 ,而且酪氨酸激酶可能直接作用于TRP1蛋白     

ClC-3氯通道对Thapsigargin触发的Ca~(2+)运动的影响

目的探讨ClC-3氯通道与Thapsigargin(TG)触发的Ca2+运动的关系。方法在PC12细胞中转染全长ClC-3cDNA,利用生物荧光影像分析系统测定胞质Ca2+技术探讨ClC-3氯通道对TG触发的Ca2+运动的影响。结果与对照组相比,ClC-3蛋白过表达对TG触发的PC12细胞静息[Ca2+]i的Ratio值和Ca2+释放的Ratio值无影响(P>0.05)。但使Ca2+内流量明显降低(P<0.05)。SK&F96365可以浓度依赖的抑制TG触发的Ca2+内流,但与对照细胞及空载体转染细胞相比,SK&F96365对ClC-3蛋白过表达细胞Ca2+内流的抑制作用明显减弱(P<0.05)。结论ClC-3蛋白参与TG触发的经Ca2+池操纵的Ca2+内流(store-operated Ca2+entry,SOCE)调节。     

阿尔茨海默病中钙调蛋白与PP2A和GSK-3β的关系

阿尔茨海默病(AD)是最常见的神经退行性疾病之一,其与表型水平的认知和记忆功能障碍相关。从神经病理学的角度来看,这种疾病的特征是细胞外老年斑和细胞内神经纤维缠结(NFT)的积累以及氧化应激,局部神经元功能障碍和树突过程的退化。除了上述特征之外,近几十年的研究表明,钙蛋白酶(calpain)在细胞中广泛地被激活,胰岛素信号传导的紊乱也是AD病理学中tau蛋白过度磷酸化不可分割的一部分。钙蛋白酶是保守的特异性依靠Ca2+激活的中性半胱氨酸蛋白酶,在体内有广泛的表达。自40多年前发现以来,钙蛋白酶家族的成员已经与多种病理状况相关联,其中包括神经退行性疾病。研究发现,在AD患者脑脊液中钙蛋白酶的表达和活性升高,并发现钙蛋白酶的活化是通过可溶性Aβ蛋白激活N-甲基-D-天冬氨酸受体介导的途径实现的。另有研究表明,钙蛋白酶内源抑制剂calpastatin能抑制神经细胞的凋亡,对神经细胞起到一定的保护作用。越来越多的证据表明,信号分子磷酸化状态的平衡是细胞信号调节的关键点。因此,激酶-磷酸酶磷的平衡是非常重要的。PP2A是丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的成员,有研究表明其在神经退行性疾病中表达异常。PP2A作为脑中最重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,其表达的失调可能加速AD的发展。并且有研究已经证明在AD患者的脑中PP2A活性降低,在基因和蛋白质水平上PP2A的各种亚基(如PP2AC)表达均减少。神经元中tau蛋白有多个丝氨酸和苏氨酸的磷酸化位点,它的过度磷酸化会影响微管的结合和解离,形成神经内神经纤维缠结,从而中断微管网络。Tau蛋白过度磷酸化是AD的主要标志之一,已经有研究表明,AD患者脑中tau蛋白磷酸化比正常受试者高3到4倍。由于蛋白质的磷酸化水平取决于激酶/磷酸酶的活性,因此tau磷酸酶和激酶活性的不平衡可能在AD中发挥决定性作用。tau蛋白的磷酸酶是PP2A,它负责超过70%的tau蛋白丝氨酸/苏氨酸蛋白去磷酸化,同时,GSK-3β被认为是最重要的tau蛋白激酶。tau蛋白的过度磷酸化与PP2A和GSK-3β的功能障碍密切相关。本文就AD中钙蛋白酶与tau蛋白磷酸酶PP2A和tau蛋白激酶GSK-3β的相关文献进行综述。     

ATP诱导的血管内皮细胞氯电流及其与Ca~(2+)运动的关系

采用全细胞膜片钳技术和fura 2荧光测定胞浆 [Ca2 +]i 变化技术 ,在培养的牛主动脉内皮细胞上观察ATP诱导的Cl- 电流的特性及其与Ca2 +内流的关系。记录到ATP激活一外向电流 ,其反转电位为 - (2 9± 8)mV ,与Cl- 的平衡电位接近 ,降低细胞外Cl- 浓度使反转电位变化 ,证明是Cl- 电流 .ATP激活的Cl- 电流具有较强的外向整流特性 ,具有Ca2 +依赖性 ,可被Cl- 通道阻滞剂呋塞米和格列本脲分别最大抑制 (88± 8) %和 (93± 4 ) % (+ 10 0mV) .ATP又可诱导内皮细胞外Ca2 +内流 ,呋塞米和格列本脲对Ca2 +内流分别最大抑制 (36± 14) %和 (44± 12 ) % ,并且二者敏感的Ca2 +内流特性不同 .结果说明Cl- 通道开放在调节内皮细胞Ca2 +内流中起重要作用     

κ-阿片受体激动对异丙肾上腺素诱导的乳大鼠心肌细胞肥厚的抑制作用

目的通过观察选择性κ-阿片受体(κ-OR)激动剂U50488H抑制异丙肾上腺素(Iso)诱导乳大鼠心肌细胞肥厚的作用及其对细胞内游离钙离子浓度([Ca2+]i)瞬变及钙调素依赖蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)表达的影响,研究κ-OR激动抑制Iso诱导的大鼠心肌细胞肥厚的信号传导机制。方法以体外培养的乳大鼠心肌细胞为模型,应用β肾上腺素受体激动剂Iso10μmol.L-1诱导心肌肥大,观察U50488H1μmo.lL-1的作用,并进一步探讨在CaMKⅡ特异性抑制剂KN930.2μmol.L-1,普萘洛尔2μmol.L-1及L-钙通道阻滞剂维拉帕米1μmol.L-1存在情况下,κ-OR的激活对心肌肥厚的作用。用Lowry法检测心肌细胞蛋白含量;消化分离法及计算机图像分析系统检测心肌细胞体积;[3H]亮氨酸掺入法测定心肌细胞蛋白的合成;采用Till阳离子测定系统,以Fura-2/AM为荧光探针,观察心肌细胞[Ca2+]i瞬间变化;用Western蛋白印迹法测定CaMKⅡδB表达。结果Iso10μmol.L-1使心肌细胞总蛋白含量、体积和蛋白合成明显增加,U50488H1μmol.L-1抑制Iso诱导的心肌肥大,且抑制程度与KN930.2μmol.L-1,普萘洛尔2μmol.L-1及维拉帕米1μmol.L-1相似,在KN93存在的情况下,U50488H抑制Iso诱导的心肌肥大作用增强;U50488H能降低Iso引起的心肌细胞[Ca2+]i瞬间变化升高;Iso能明显增强心肌细胞内CaMKⅡδB的表达,U50488H能降低其表达。结论κ-OR激动剂U50488H可能通过降低心肌细胞[Ca2+]i瞬间变化和减少心肌细胞内CaMKⅡδB的表达,抑制Iso诱导的乳大鼠心肌细胞肥厚。     

神经元上的小电导钙激活钾通道的研究进展

小电导的钙激活钾通道 (SK)具有K+ 选择性 ,Ca2 + 高敏性和电压不依赖等特性 ,广泛分布在神经元上。参与产生慢后超级化电位 ,通过放电频率适应影响神经元的放电功能。SK通道主要包括SK1,SK2 ,SK3 3种通道 ,通道活性受Ca2 + ,钙调蛋白 (CaM )以及一些神经递质的调节。SK通道的改变可能与学习记忆失调 ,精神分裂症以及神经肌肉失调等疾病有关     

瓜子金皂苷己增强突触可塑性的作用及机制研究

目的观察瓜子金皂苷己(Polygalasaponin F,PGSF)对突触可塑性的作用,并对其作用机制进行初步探究。方法应用细胞外记录的电生理实验方法观察PGSF对麻醉大鼠前穿质至海马齿状回的突触环路(前穿通通路perforantpath,PP)的传递效能的影响。应用免疫印迹方法以及多种信号蛋白及受体抑制剂,在体水平上观察PGSF对信号蛋白的影响,进一步探索PGSF对LTP可能的作用通路。结果电生理实验结果表明,测试刺激下脑室注射PGSF,可显著升高群峰电位,诱导LTP形成。PGSF诱导的LTP可以被NM-DA受体的抑制剂MK801完全阻断,CaMKⅡ的抑制剂KN93也可以完全阻断PGSF诱导的LTP。LTP实验后大鼠海马组织内的信号蛋白检测结果表明,PGSF能够激活与LTP的诱导和维持密切相关的NR2B,CaMKⅡ,ERK,CREB等分子,可能是其增强突触可塑性的作用机制之一。应用上游激酶及受体抑制剂后发现,MK801完全阻断PGSF对CaMKⅡ的激活作用;KN93部分抑制PGSF对ERK,CREB的活化作用。结论 PGSF可促进海马齿状回突触传递,可能是其改善认知功能的作用机制之一。PGSF可能是通过激活NMDA受体,CaMKⅡ,ERK,CREB等分子来发挥其增强突触可塑性的作用。     

家兔心衰心肌细胞钙渗漏与钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ表达的关系

目的探讨家兔心衰心肌细胞钙渗漏与蛋白激酶A(PKA)和Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ(CaMKⅡ)表达和活性的关系。方法 30只家兔随机均分为假手术组和心衰组。通过超容量负荷联合压力负荷制备家兔心衰模型,用心脏多谱勒和心导管术测定家兔心脏功能,应用钙成像系统进行肌浆网钙回摄和钙渗漏试验。采用Western blot法和γ-32P掺入法测定CaMKⅡ和PKA的蛋白表达水平和活性;应用ELISA法测定血浆去甲肾上腺素(NE)、肾上腺素(E)和脑钠肽(BNP)水平。结果与假手术组相比,心衰组家兔左室舒张末压、血浆NE、E和BNP水平均明显增加(P<0.01),而射血分数明显降低(P<0.01),肌浆网钙回摄功能下降(P<0.05),而钙渗漏增加(P<0.01),PKA的蛋白表达水平和活性均下降(P<0.05),而CaMKⅡ蛋白表达水平和活性均增加(P<0.05)。结论家兔心衰心肌细胞钙渗漏与CaMKⅡ蛋白表达水平和活性增加相关。     

阿片受体与丝裂原活化蛋白激酶信号交联及其对阿片耐受与依赖的影响

中枢神经系统主要存在 μ、δ、κ阿片受体以及新发现的阿片受体样 - 1(ORL - 1)受体。阿片受体急性激活时激活Gi o蛋白 ,三磷酸鸟苷 (GTP)置换Gα结合的三磷酸鸟苷 (GDP)后 ,Gα与 βγ亚单位解离 ,它们分别作用于下游多个效应分子 ,可调节腺苷酸环化酶和磷酯酶C(PLC)的活性 ,激活K +通道 ,抑制Ca2 + 通道并增加胞内Ca2 + 浓度。阿片长期作用于机体后可产生严重的耐受和依赖 ,伴随有神经系统细胞和分子水平的功能以及基因表达的改变[1] 。1996年LiLY等报道了激活阿片受体可将丝裂原活化蛋白激酶 (mitogen -activatedproteinkinase…