二价阳离子门控CaCC通道分子机制的研究

摘要

作为细胞膜上最重要的跨膜蛋白，离子通道在各种生物体的生命活动中发挥着重要的生理功能，离子通道通过有序的开放和关闭完成细胞内外的离子交换，调节膜电位变化，进一步影响细胞的功能，引起生物反应。
　　离子通道的种类很多，如钠通道、钾通道、钙通道、氯通道等。本篇论文的研究对象是氯通道中的一个重要成员－钙激活氯通道（CaCC）。CaCC广泛分布在诸多生物体的多种组织内，发挥重要的生理功能，如上皮细胞中分泌蛋白和盐的转运、平滑肌收缩的维持、嗅觉和味觉信号转导、心肌细胞动作电位的产生和复极化、神经元兴奋性的调节等。然而，由于先前缺乏特异性阻断剂和对CaCC通道分子基础的认知，很难区分CaCC通道介导的氯离子电流和其他阳离子电流及非钙依赖性氯离子电流，使得有关CaCC通道的研究远远滞后于其他离子通道研究。尽管钙离子依赖性激活机制是CaCC通道的显著电生理特性，但是在CaCC通道内并没有发现传统的钙离子结合位点。直至目前，人们仍然没有明确钙离子结合位点和准确理解钙离子激活CaCC通道的分子机制。因此，对CaCC钙离子依赖性门控机制的研究具有重要的生理学意义。
　　2008年相继有三个实验室发现TMEM16A（亦称ANO1）可能是CaCC通道的分子基础，这使得进一步对CaCC通道研究成为可能。本文的研究工作旨在通过系统的研究、比较不同二价阳离子作用于TMEM16A通道的激活过程，揭示钙离子激活CaCC/TMEM16A通道的微观机制。我们采用膜片钳内向外和全细胞两种记录模式对稳转TMEM16A通道的细胞系进行了研究，得出以下结论：
　　1、胞内钙离子可以激活稳转于HEK293T细胞系的TMEM16A通道，产生外向整流电流，该电流可被NFA完全抑制。这与天然的CaCC通道性质相似。
　　2、胞内锶离子可以激活TMEM16A通道，该激活电流可被NFA完全抑制，但是锶离子与通道的亲和力要弱于钙离子。
　　3、胞内镍离子也可以激活TMEM16A通道，并且激活电流可被NFA完全抑制，其激活作用与锶离子相当，不如钙离子。
　　4、胞内锌离子则不能激活TMEM16A通道，但是可以抑制钙离子激活的TMEM16A通道电流。
　　有文献报道，与TMEM16A同家族的TMEM16B也可能是CaCC通道的分子基础，锶离子可以激活TMEM16B通道。我们的研究结果首次表明，锶离子和镍离子都可以从胞内侧激活TMEM16A通道，这进一步加深了人们对于CaCC通道的认识。我们有关胞内侧的锌离子抑制TMEM16A的实验结果，也是对文献报道胞外侧锌离子抑制内源性CaCC通道的有益补充。

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第一章 绪论

§1-1 离子通道简介

§1-2 离子通道的研究方法

§1-3 本论文的研究对象、内容及意义

第二章 实验材料和方法

§2-1 实验材料

§2-2 分子生物学实验

§2-3 细胞培养

§2-4 电生理数据处理方法

第三章 二价阳离子门控CaCC通道的研究

§3-1 实验方案简介

§3-2 钙离子对CaCC作用的研究

§3-3 锶离子对CaCC作用的研究

§3-4 镍离子对CaCC作用的研究

§3-5 锌离子对CaCC作用的研究

第四章 结论与展望

参考文献

致谢