ClC-3氯通道在二甲双胍抑制鼻咽癌细胞周期进程中的作用

目的:探讨ClC-3氯通道在二甲双胍抑制鼻咽癌细胞周期进程中的作用。方法:采用不同浓度二甲双胍处理低分化鼻咽癌细胞CNE-2Z,CCK-8法检测细胞活力,流式细胞术检测细胞周期分布,Western blot法检测ClC-3氯通道蛋白表达,全细胞膜片钳技术检测细胞氯电流。构建高表达ClC-3氯通道蛋白的质粒pEZ-M03-ClC-3转染CNE-2Z细胞,流式细胞术检测ClC-3氯通道对细胞周期分布的影响。结果:5、10和20 mmol/L浓度的二甲双胍均可有效抑制CNE-2Z细胞的活力。10 mmol/L二甲双胍可阻抑CNE-2Z细胞周期于G0/G1期,并抑制CNE-2Z细胞氯电流及ClC-3氯离子通道蛋白的表达。ClC-3氯通道蛋白高表达可逆转二甲双胍对CNE-2Z细胞周期分布的影响。结论:二甲双胍抑制鼻咽癌CNE-2Z细胞周期进程可能与抑制ClC-3氯通道功能和蛋白表达有关。     

氯通道在三氧化二砷诱导鼻咽癌细胞凋亡中的作用

目的:探讨氯通道在三氧化二砷(arsenic trioxide,As_2O_3)诱导人鼻咽癌CNE-2Z细胞凋亡中的作用。方法:采用流式细胞术检测CNE-2Z细胞经As_2O_3作用24及48 h的凋亡率;应用膜片钳技术记录As_2O_3激活的细胞膜电流,并分析其电流特性;采用流式细胞术检测氯通道阻断剂DIDS对As_2O_3诱导的CNE-2Z细胞凋亡的抑制作用。结果:(1)5μmol/L As_2O_3能够时间依赖性地诱导的CNE-2Z细胞凋亡;(2)CNE-2Z细胞外灌流含5μmol/L As_2O_3的等渗溶液能够激活一个具有外向整流特征的电流,激活的电流无明显的时间及电压依赖性失活,翻转电位接近氯平衡电位;(3)As_2O_3激活的电流能够被氯通道阻断剂DIDS和NPPB完全抑制,细胞外灌流47%的高渗溶液能够完全抑制As_2O_3激活的电流;(4)氯通道阻断剂DIDS能够抑制As_2O_3诱导的CNE-2Z细胞凋亡。结论:As_2O_3可以激活CNE-2Z细胞的容积敏感性氯通道。氯通道在As_2O_3诱导的CNE-2Z凋亡中发挥重要作用。     

顺铂激活的低分化鼻咽癌细胞氯电流

目的： 研究抗癌药顺铂对低分化鼻咽癌细胞（CNE-2Z）氯通道的激活作用以及该电流的特性。方法：采用膜片钳技术记录顺铂激活的CNE-2Z细胞全细胞电流;离子置换法等方法分析通道的特性。结果：细胞外灌流5 μmol/L的顺铂诱发CNE-2Z细胞产生一个有明显外向优势的电流,电流的翻转电位为(-6.69 ± 0.51) mV,接近氯离子平衡电位(-0.9 mV)。该电流的激活依赖于细胞内ATP。顺铂激活的细胞膜氯通道对阴离子的通透性顺序为：I-≥Br->Cl->gluconate。氯通道阻断剂tamoxifen完全抑制该电流。结论：抗癌药顺铂可以激活一个电流特征与容积激活性氯通道相似的氯通道。     

顺铂激活的低分化鼻咽癌细胞氯电流为非钙激活氯电流*

 目的：探讨顺铂激活的低分化鼻咽癌细胞（CNE-2Z）氯通道电流是否为钙激活的氯电流。方法：采用膜片钳全细胞记录技术记录细胞内/外无Ca2+及钙通道阻断剂对顺铂激活氯电流的影响,并用高渗灌流液观察顺铂激活氯电流的容积敏感性。结果：去除细胞外液的Ca2+后,5 μmol/L顺铂能诱发氯电流,且电流大小与细胞外有Ca2+ 时无明显差异,但潜伏期与达峰时间延长。细胞内外均无Ca2+ 对顺铂激活氯电流未产生影响。钙通道阻断剂nifedipine未能抑制顺铂诱发的氯电流。但细胞外灌流高渗液几乎可完全抑制顺铂激活的氯电流。结论: 顺铂激活的氯通道开放不依赖于细胞内/外的Ca2+,该通道不是钙激活氯通道而很可能是容积敏感性氯通道。     

敲低IK1钾通道抑制ClC-3氯通道的表达和功能

 目的: 探讨ClC-3氯通道是否为IK1钾通道的调节靶点,重点研究鼻咽癌细胞IK1钾通道对ClC-3氯通道功能及蛋白表达的影响。方法: 采用siRNA转染技术抑制低分化鼻咽癌上皮细胞(CNE-2Z) IK1 基因的表达;real-time PCR技术检测ClC-3 mRNA的表达;Western blot检测ClC-3的蛋白表达;细胞免疫荧光结合激光共聚焦显微镜技术检测ClC-3和IK1蛋白在细胞内分布;全细胞膜片钳记录细胞氯电流。结果: IK1 siRNA可以成功转染CNE-2Z细胞,有效抑制鼻咽癌细胞IK1钾离子通道的表达;用IK1 siRNA抑制鼻咽癌细胞IK1钾离子通道的表达后, ClC-3的mRNA表达上调而ClC-3蛋白却表达减少:在低分化鼻咽癌上皮细胞,低渗刺激可激活氯通道,产生一个较大的氯电流,在成功转染IK1 siRNA的细胞,此氯电流明显减弱。结论: 敲低IK1钾离子通道可抑制ClC-3氯离子通道的表达和功能。     

蟾蜍灵激活低分化鼻咽癌细胞氯通道

目的: 研究蟾蜍灵(bufalin)对低分化鼻咽癌(CNE-2Z)细胞氯通道的激活作用以及通道的特性。方法: 采用全细胞膜片钳技术记录蟾蜍灵激活CNE-2Z细胞膜电流并分析其电流特征。结果: 细胞外灌流1 μmol/L 的蟾蜍灵可诱发CNE-2Z细胞产生一个氯电流,该电流潜伏期较长,为(12.1 ± 6.4)min, 其翻转电位接近氯离子平衡电位。该电流具有较明显的外向优势,没有明显的时间依赖性失活和电压依赖性失活。氯通道阻断剂他莫昔芬(tamoxifen)可完全抑制该电流, 细胞外灌流高渗液也可完全抑制该电流。结论: 蟾蜍灵可以激活CNE-2Z细胞氯通道产生氯电流,与容积激活性氯电流相比,该电流的潜伏期较长,并且有更明显的外向优势。     

顺铂通过ROS介导ClC-3上调诱导鼻咽癌细胞凋亡

目的:探讨ClC-3氯通道在顺铂诱导的鼻咽癌细胞凋亡中的作用及机制。方法:将不同浓度的顺铂作用于人低分化鼻咽癌细胞(CNE-2Z细胞);MTT法检测不同浓度的顺铂处理24 h和48 h后细胞活力;采用ClC-3-siRNA下调ClC-3的表达,Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡,多功能微孔板检测仪和流式细胞术检测细胞不同状态下的ROS水平。结果:(1)顺铂呈时间和浓度依赖性抑制CNE-2Z细胞生长,氯通道阻断剂DIDS显著抑制顺铂引起的细胞凋亡(P0.01);(2)顺铂促进CNE-2Z细胞ClC-3表达,下调ClC-3蛋白表达后,顺铂诱导的细胞凋亡率下降(P0.05);(3)顺铂促进CNE-2Z细胞ROS产生,用抗氧化剂抑制细胞产生ROS后,顺铂诱导的ClC-3蛋白表达和凋亡被抑制,而下调ClC-3蛋白表达对ROS水平影响不大。结论:顺铂可通过提升CNE-2Z细胞ROS水平,上调氯通道ClC-3蛋白水平,从而诱导细胞凋亡。     

低渗诱导高分化鼻咽癌细胞CNE-1容积激活性氯电流

目的： 研究细胞外低渗诱导的高分化鼻咽癌细胞CNE-1的容积激活性氯电流。方法：全细胞膜片钳记录氯电流,通过应用氯通道阻断剂、离子置换和改变细胞容积方法研究该电流的特性。结果：当细胞在等渗环境中背景电流微弱且稳定,细胞外给予47%低渗刺激后电流迅速增大,呈外向优势,对阴离子通透性的大小为：I->Br->Cl->葡萄糖酸。氯通道阻断剂ATP和NPPB可逆性地抑制此电流,ATP的抑制作用在外向电流显著强于内向电流。此电流对细胞容积改变敏感,细胞肿胀时被激活,细胞发生皱缩时则被抑制。结论：细胞外低渗诱导CNE-1 细胞产生氯电流,此电流对细胞容积的改变敏感,在CNE-1细胞容积调节中起重要作用。     

乳腺癌细胞的容积敏感性氯电流

 目的: 探讨乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231中的容积敏感性氯电流及其生理学和药理学特性。方法: 采用全细胞膜片钳记录模式,在等渗条件下记录MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞的背景氯电流;在细胞外灌流47%低渗灌流液使细胞肿胀或灌流47%高渗灌流液使细胞皱缩时,记录氯电流的变化;加入氯通道阻断剂NPPB(100 μmol/L)或Tamoxifen(20 μmol/L)记录容积敏感性氯电流的改变,分析该电流的特性。结果: (1)等渗条件下,记录到MCF-7细胞与MDA-MB-231细胞的背景氯电流有显著差异;(2)胞外低渗诱导细胞肿胀时,可以激活MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞容积敏感性氯电流;(3)胞外高渗诱导细胞皱缩时,抑制了低渗激活的容积敏感性氯电流;(4)低渗激活的容积敏感性氯电流能被氯通道阻断剂NPPB抑制;(5)雌激素受体(estrogen receptor,ER)调节剂,同时也是氯通道阻断剂的Tamoxifen也能抑制低渗激活的容积敏感性氯电流。结论: MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞均可以记录到容积敏感性氯电流,高渗状态及使用氯通道阻断剂可抑制该氯电流。     

氯通道在华蟾酥毒基诱导的鼻咽癌细胞凋亡中起重要作用

目的: 研究氯离子通道在华蟾酥毒基(CBG)诱导低分化鼻咽癌CNE-2Z细胞凋亡和凋亡性容积减小中的作用。方法: 实验设立空白对照组、CBG高、中、低剂量组及CBG与氯通道阻断剂NPPB 联合作用组。Hoechst 33342染色检测细胞的凋亡率,活细胞图像分析法检测细胞容积变化,全细胞膜片钳法记录氯电流。结果: (1)CBG浓度依赖性诱导鼻咽癌细胞凋亡,高剂量CBG(8 μmol/L)诱导的细胞凋亡率为43.2％;(2)CBG可诱导细胞产生凋亡性容积减小,在CBG作用早期(50 min),细胞容积减小约9.9％。(3)CBG可激活氯通道,产生一个无明显外向优势的氯电流。(4)氯通道阻断剂NPPB可抑制CBG诱导的细胞凋亡、凋亡性细胞容积减小和氯电流。NPPB对CBG诱导的细胞凋亡和凋亡性容积减小的抑制率分别达80.1％和74.8％。结论: 以上结果提示CBG可能通过激活氯通道而诱导细胞凋亡,氯通道的激活可能在CBG抗肿瘤机制中起重要作用。     

细胞外低渗诱导大鼠胚胎心肌细胞H9c2容积激活性氯电流和调节性细胞容积回缩

目的:研究细胞外低渗诱导的大鼠胚胎心肌细胞(H9c2)容积激活性氯电流和调节性容积回缩(regulatory volumede crease,RVD)。方法:采用全细胞膜片钳技术记录低渗激活的H9c2细胞氯电流并分析电流特性;用实时活细胞影像系统拍摄细胞图像,测量细胞容积,探讨氯通道在H9c2细胞调节性容积回缩(RVD)过程中的作用。结果:等渗灌流下,可在H9c2细胞记录到一个较小的背景电流。47%低渗液灌流可迅速诱发一个具有外向优势的电流,该电流无明显时间依赖性失活和电压依赖性失活;在+80mV和-80mV电压钳制下,细胞的平均电流密度分别为(47.77±3.80)pA/pF和(-33.36±2.80)pA/pF;翻转电位为(-9.02±0.61)mV,接近氯离子的平衡电位(-0.9mV)。高渗灌流液可以完全抑制该电流。此外,该电流可被氯通道阻断剂他莫昔芬、5-硝基-2-(3-苯丙胺)苯甲酸(NPPB)和ATP不同程度抑制。同时,细胞外灌流47%低渗液可诱发H9c2细胞产生RVD,100μmol/L的NPPB几乎完全抑制低渗诱发的RVD。结论:细胞外低渗刺激可以诱导H9c2细胞容积激活性氯电流和RVD。容积激活性氯通道在H9c2细胞RVD中起重要作用。     

沉默ClC-3氯通道基因对HeLa细胞周期分布的影响

目的:探讨沉默HeLa细胞的ClC-3氯通道基因后细胞周期分布的变化及其作用机制。方法:依照siRNA设计原则构建沉默ClC-3基因的ClC-3 siRNA并转染HeLa细胞;实验分为空白对照组(control组)、转染试剂对照组(Lipo组)、阴性对照组(negative siRNA组)和ClC-3 siRNA组。采用real-time PCR检测ClC-3 siRNA的沉默效率;流式细胞术检测细胞周期分布情况;Western blot检测ClC-3蛋白及相关细胞周期蛋白(cyclin)D1、细胞周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4、CDK6、P21和P27等表达。结果:CIC-3 siRNA成功沉默HeLa细胞的ClC-3基因。和其它组相比,ClC-3 siRNA组的细胞周期被阻抑在G_0/G_1期。CIC-3 siRNA组的cyclin D1、CDK4和CDK6蛋白表达水平明显下降,P21和P27蛋白表达水平明显上升。结论:沉默HeLa细胞ClC-3氯通道基因可影响cyclin D1、CDK4、CDK6、P21和27蛋白的表达水平胆抑HeLa细胞周期停滞在G_0/G_1期。     

Modulation of the hepatocyte rough endoplasmic reticulum single chloride channel by nucleotide–Mg2+ interaction

The effect of nucleotides on single chloride channels derived from rat hepatocyte rough endoplasmic reticulum vesicles incorporated into bilayer lipid membrane was investigated. The single chloride channel currents were measured in 200/50?mmol/l KCl cis/trans solutions. Adding 2.5?mM adenosine triphosphate (ATP) and adenosine diphosphate (ADP) did not influence channel activity. However, MgATP addition inhibited the chloride channels by decreasing the channel open probability (Po) and current amplitude, whereas mixture of Mg²⁺ and ADP activated the chloride channel by increasing the Po and unitary current amplitude. According to the results, there is a novel regulation mechanism for rough endoplasmic reticulum (RER) Cl^? channel activity by intracellular MgATP and mixture of Mg²⁺ and ADP that would result in significant inhibition by MgATP and activation by mixture of Mg²⁺ and ADP. These modulatory effects of nucleotide?CMg²⁺ complexes on chloride channels may be dependent on their chemical structure configuration. It seems that Mg?Cnucleotide?Cion channel interactions are involved to produce a regulatory response for RER chloride channels.     

Phosphorylation and functional regulation of CIC-2 chloride channels expressed in Xenopus oocytes by M cyclin-dependent protein kinase

Many dramatic alterations in various cellular processes during the cell cycle are known to involve ion channels. In ascidian embryos and Caenorhabditis elegans oocytes, for example, the activity of inwardly rectifying Cl⁻ channels is enhanced during the M phase of the cell cycle, but the mechanism underlying this change remains to be established. We show here that the volume-sensitive Cl⁻ channel, ClC-2 is regulated by the M-phase-specific cyclin-dependent kinase, p34^cdc2/cyclin B. ClC-2 channels were phosphorylated by p34^cdc2/cyclin B in both in vitro and cell-free phosphorylation assays. ClC-2 phosphorylation was inhibited by olomoucine and abolished by a ⁶³²Ser-to-Ala (S632A) mutation in the C-terminus, indicating that ⁶³²Ser is a target of phosphorylation by p34^cdc2/cyclin B. Injection of activated p34^cdc2/cyclin B attenuated the ClC-2 currents but not the S632A mutant channel currents expressed in Xenopus oocytes. ClC-2 currents attenuated by p34^cdc2/cyclin B were increased by application of the cyclin-dependent kinase inhibitor, olomoucine (100 μ m ), an effect that was inhibited by calyculin A (5 n m ) but not by okadaic acid (5 n m ). A yeast two-hybrid system revealed a direct interaction between the ClC-2 C-terminus and protein phosphatase 1. These data suggest that the ClC-2 channel is also counter-regulated by protein phosphatase 1. In addition, p34^cdc2/cyclin B decreased the magnitude of ClC-2 channel activation caused by cell swelling. As the activities of both p34^cdc2/cyclin B and protein phosphatase 1 vary during the cell cycle, as does cell volume, the ClC-2 channel could be regulated physiologically by these factors.