小鼠气道杯状细胞钙激活氯离子通道胞外段基因的克隆及表达
离子通道与疾病
摘要细胞离子通道的结构和功能正常是维持生命过程的基础,其基因变异和功能障碍与许多疾病的发生和发展有关.离子通道的主要类型有钾、钠、钙、氯和非选择性阳离子通道,各型又分若干亚型.离子通道的主要功能是:提高细胞内钙浓度,触发生理效应;决定细胞的兴奋性、不应性和传导性;调节血管平滑肌的舒缩活动;参与突触传递;维持细胞的正常体积.离子通道的主要研究方法为膜片钳技术、分子生物学技术、荧光探针钙图像分析技术.离子通道病是指离子通道的结构或功能异常所引起的疾病.疾病中的离子通道改变是指由于某一疾病或药物引起某一种或几种离子通道的数目、功能甚至结构变化,导致机体发生或纠正某些病理改变.从离子通道与疾病的关系角度,加强分子生物学、生物物理学、遗传学、药理学等多学科交叉深入研究,对于深入探讨某些疾病的病理生理机制、早期诊断及发现特异性治疗药物或措施等均具有十分重要的理论和实际意义.0 引言离子通道(ion channel)是细胞膜上的一类特殊亲水性蛋白质微孔道,是神经、肌肉细胞电活动的物质基础.随着分子生物学、膜片钳技术的发展,人们对离子通道的分子结构及特性有了更加深入的认识,并发现离子通道的功能、结构异常与许多疾病的发生和发展有关[1].近年来,对于离子通道与疾病关系的研究取得了重大进展,不仅阐明了离子通道的分子结构突变可导致某种疾病,而且还明确了某些疾病可影响某种离子通道功能甚至结构.本文论述离子通道的主要类型、功能、研究方法及其与疾病的关系.1 离子通道的主要类型离子通道的开放和关闭,称为门控(gating).根据门控机制的不同,将离子通道分为三大类:(1)电压门控性(voltage gated),又称电压依赖性(voltage dependent)或电压敏感性(voltage sensitive)离子通道:因膜电位变化而开启和关闭,以最容易通过的离子命名,如K+、Na+、Ca2+、Cl-通道4种主要类型,各型又分若干亚型.(2)配体门控性(ligand gated),又称化学门控性(chemical gated)离子通道:由递质与通道蛋白质受体分子上的结合位点结合而开启,以递质受体命名,如乙酰胆碱受体通道、谷氨酸受体通道、门冬氨酸受体通道等.非选择性阳离子通道(non-selective cation channels)系由配体作用于相应受体而开放,同时允许Na+、Ca2+ 或K+ 通过,属于该类.(3)机械门控性(mechanogated),又称机械敏感性(mechanosensitive)离子通道:是一类感受细胞膜表面应力变化,实现胞外机械信号向胞内转导的通道,根据通透性分为离子选择性和非离子选择性通道,根据功能作用分为张力激活型和张力失活型离子通道.此外,还有细胞器离子通道,如广泛分布于哺乳动物细胞线粒体外膜上的电压依赖性阴离子通道(voltage dependent anion channel,VDAC),位于细胞器肌质网(sarcoplasmic reticulum,SR)或内质网(endoplasmic reticulum,ER)膜上的Ryanodine受体通道、IP3受体通道.2 离子通道的主要功能离子通道的主要功能有:(1)提高细胞内钙浓度,从而触发肌肉收缩、细胞兴奋、腺体分泌、Ca2+依赖性离子通道开放和关闭、蛋白激酶的激活和基因表达的调节等一系列生理效应;(2)在神经、肌肉等兴奋性细胞,Na+ 和Ca2+通道主要调控去极化,K+主要调控复极化和维持静息电位,从而决定细胞的兴奋性、不应性和传导性;(3)调节血管平滑肌舒缩活动,其中有K+、Ca2+、Cl-通道和某些非选择性阳离子通道参与;(4)参与突触传递,其中有K+、Na+、Ca2+、Cl-通道和某些非选择性阳离子通道参与;(5)维持细胞正常体积,在高渗环境中,离子通道和转运系统激活使Na+、Cl-、有机溶液和水分进入细胞内而调节细胞体积增大;在低渗环境中,Na+、Cl-、有机溶液和水分流出细胞而调节细胞体积减少.3 离子通道的主要研究方法研究离子通道功能的最直接方法是用膜片钳技术直接测定通过离子通道的电流或测量细胞膜电位的变化.膜片钳技术是利用一个玻璃微吸管电极完成膜片或全细胞电位的监测、钳制和膜电流的记录,通过观测膜电流的变化来分析通道个体或群体的分子活动、探讨离子通道特性.分子生物学技术为离子通道的分子结构分析、基因克隆、功能表达研究提供了有力工具,对于编码离子通道亚单位的基因结构可采用基因定位克隆确定其在染色体上的定位,用逆转录-聚合酶链反应、Northern杂交等明确其在器官组织中的分布,用Western杂交检测基因表达产物等.荧光探针钙图像分析技术为检测细胞内游离钙离子浓度提供了有效手段,常用的荧光探针有Fura-2/AM、Indo-1/AM、Fluo-3/AM、Calcium Green等,常用的检测仪器有双波长显微荧光光度计、激光扫描共聚焦显微镜等,目前国外Olympus、Zeiss、Spex等公司已生产了测定细胞内游离钙离子的显微荧光装置,国内自行研制的活细胞钙离子浓度荧光显微检测系统也已问世[2].将离子浓度图像记录和膜片钳记录结合,同时进行光电联合检测,从离子产生的离子浓度、图像变化和电信号变化多个方面研究离子通道,将获得更多的离子通道功能信息.4 离子通道病(channelopathy)离子通道病是指离子通道的结构或功能异常所引起的疾病,具体表现在编码离子通道亚单位的基因发生突变或表达异常,或体内出现针对通道的病理性内源性物质时,离子通道的功能发生不同程度的减弱或增强,导致机体整体生理功能紊乱,形成某些先天性或后天获得性疾病,主要累及神经、肌肉、心脏、肾脏等系统和器官.迄今为止,研究比较清楚的离子通道病主要涉及钾、钠、钙、氯通道领域,现简介如下:4.1 钾通道病钾离子通道在所有可兴奋性和非兴奋性细胞的重要信号传导过程中具有重要作用,其家族成员在调节神经递质释放、心率、胰岛素分泌、神经细胞分泌、上皮细胞电传导、骨骼肌收缩、细胞容积等方面发挥重要作用.已经发现的钾通道病有常染色体显性良性家族性新生儿惊厥(benign familial neonatal convulsions,BFNC)、1-型发作性共济失调(episodic ataxia type 1)、阵发性舞蹈手足徐动症伴发作性共济失调(paroxysmal choreoathetosis with episodic ataxia)、癫痫、1-,2-,5-,6-型长QT综合征、Jervell和Lange-nielsen综合征[3]、Andersen综合征[4]等.4.2 钠通道病钠离子通道在大多数兴奋细胞动作电位的起始阶段起重要作用,已经发现的钠通道病有高钾型周期性麻痹、正常血钾型周期性麻痹、部分低钾型周期性麻痹、先天性副肌强直、各型钾加重的肌强直、先天性肌无力、3-型长QT综合征、1-型假性醛固酮减少症、Liddle综合征[5]、全面性癫痫热性发作叠加症(generalized epilepsy with febrile seizures plus)[6]等.4.3 钙通道病钙离子通道广泛存在于机体的不同类型组织细胞中,参与神经、肌肉、分泌、生殖等系统的生理过程.已经发现的钙通道病有家族性偏瘫型偏头痛、低钾型周期性瘫痪、2-型发作性共济失调、6-型脊髓小脑共济失调、中央脊髓性肌病(central core disease of muscle)、恶性高热、Lambert-Eaton 肌无力综合征[7]、癫痫等.4.4 氯通道病氯离子通道广泛分布于机体的兴奋性细胞和非兴奋性细胞膜及溶酶体、线粒体、内质网等细胞器的质膜,在细胞兴奋性调节、跨上皮物质转运、细胞容积调节和细胞器酸化等方面具有重要作用.已经发现的氯通道病有先天性肌强直(Thomsen型)、隐性遗传全身性肌强直(Becker型)、囊性纤维化病、遗传性肾结石病、3-型Bartter综合征[8]等.需要说明的是,相当数量的离子通道病并不是新出现的疾病,而是早已出现甚至早被熟知的疾病,只是此前一直未发现其在离子通道水平存在病变,如癫痫、偏头痛等;有些离子通道病为单一离子通道结构或功能异常而至,如1-型发作性共济失调是由于KCNA1基因突变引起,该基因位于染色体12p13上,编码电压依赖性钾离子通道;也有些离子通道病涉及多种离子通道结构或功能异常,如癫痫与L型电压依赖性钙通道(a1 D亚单位基因表达减弱)、电压依赖性钾通道(KCNQ2和KCNQ3基因突变)、乙酰胆碱受体通道(a4和b2亚单位基因突变)等有关.5 离子通道病的主要研究方法离子通道病研究作为近年来新兴的一门前沿交叉学科研究方向,正在成为基础医学、临床医学和生命科学工作者研究的热点,其研究的关键因素之一在于离子通道病模型的制备.对先天性离子通道病,多采用基因克隆技术将可疑的致病基因剔除或插入(knock out/Knock in)在整体动物上制造基因突变,生产转基因动物;或将离子通道基因直接微注射于细胞表达系统,如爪蟾卵母细胞(xenopus oocyte)、人胚肾细胞(HEK293)、中华仓鼠卵母细胞(CHO)等,然后对其所表达的离子通道进行单通道记录和分析,并与野生型进行比较.对获得性离子通道病,主要采用以患者血清或提纯的免疫球蛋白被动转移或人工重组抗原主动转移于整体实验动物的免疫学方法;或将传代细胞与患者血清或纯化的抗体共同培养,而后对其电生理变化进行检测.通过制备上述离子通道病研究模型,结合分子生物学、膜片钳记录、荧光探针钙图像分析、细胞内电生理记录、免疫组化等多种技术手段进行在体(in vivo)和离体(in vitro)实验研究,是目前离子通道病的主要研究策略.6 疾病中的离子通道改变病变中的离子通道改变是指由于某一疾病或药物引起某一种或几种离子通道的数目、功能甚至结构变化,导致机体发生或纠正某些病理生理改变.比如老年性痴呆(Alzheimers’disease,AD),大量的研究发现AD患者体内的一些内源性致病物质(如b-淀粉样蛋白、b-淀粉样蛋白前体、早老素蛋白-1,2)与钾通道、钙通道功能异常密切相关,可能通过影响钾通道、钙通道的本身结构和/或调节过程等,参与AD患者早期记忆损失、认知功能下降等症状的出现.又如脑缺血,脑缺血后能量代谢紊乱,细胞内ATP合成下降,突触间隙的谷氨酸剧增,谷氨酸作用于N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体,引起受体依赖性Ca2+通道开放,Ca2+内流增加,导致神经细胞内Ca2+超载;谷氨酸还可经非NMDA途径使Na+通道开放,引起Na+通内流增加,随即引起Cl-和H2O内流,导致神经细胞急性渗透性肿胀.再如支气管哮喘,致病因素作用于肥大细胞后,引起细胞膜钙通道开放,Ca2+内流,促使4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解产生肌醇三磷酸(IP3),后者促进肌浆网释放Ca2+,导致胞内Ca2+增多,进而激活钙-钙调蛋白依赖性酶(磷酸化酶激酶、腺苷酸环化酶、磷酸二脂酶等)参与肥大细胞脱颗粒,释放组胺,导致炎症反应和哮喘发作;钙通道阻滞剂硝苯地平、维拉帕米能阻断钙通道,减少胞内Ca2+浓度,抑制肥大细胞脱颗粒,减轻炎症递质的反应性,缩短哮喘发作时间,改善哮喘症状.7 问题和展望随着分子生物学、生物物理学、遗传学、药理学等多学科交叉研究的深入,已经逐步明确了许多离子通道的分子结构,克隆了相应离子通道的cDNA,使得阐明离子通道结构与功能的关系、基因突变与疾病的关系成为现实,从而部分解开了长期以来一直困扰人类的某些疾病的病因、发病机制和治疗之谜.但还有一些问题有待深入研究,比如基因突变与疾病的不一致性,具体表现为尽管发现某种离子通道病确实存在基因突变、细胞膜离子电流变化,然而只有部分患者有临床症状和体征,另一部分患者却无任何症状和体征;又如多种离子通道结构或功能异常导致的离子通道病,为什么不同基因的突变或功能异常会出现相同或相似的症状和体征;再如由于离子通道自身的复杂性和多样性,使得人们对一些离子通道病的认识存在一定的局限性,同时还有一些可能的离子通道病没被认识等.从离子通道与疾病的关系角度,进一步加强分子生物学、生物物理学、遗传学、药理学等多学科交叉深入研究,通过建立稳定的离子通道病研究模型和先进的研究方法,深入研究离子通道的结构和功能,深入探讨离子通道病的基因结构和功能异常,加强特异性离子通道协同或拮抗药物开发,加强特异性离子通道亚基基因干预治疗研究,将对深入探讨某些疾病的病理生理机制、早期诊断及发现特异性治疗药物或措施等均具有十分重要的理论和实际意义.2003级临床专业08班学号***********王科戈。
平滑肌细胞膜的钙激活Cl-通道
平滑肌细胞膜的钙激活Cl-通道王泽君;于德洁;邓艳春;鲍光宏【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】1999(15)6【摘要】在多种平滑肌上都已发现Ca2+激活Cl-通道。
胞内游离钙升高是钙激活氯通道的必要条件。
多种刺激剂诱导胞内钙库释放钙而同时激活钾通道[IK(Ca)]和氯通道[ICl(Ca)]。
平滑肌细胞上激活ICl(Ca)的[Ca2+]i阈值因动物种属和组织差异而不同。
用荧光指示剂直接测定大鼠门静脉平滑肌细胞上的[Ca2+]i得出激活IK(Ca)的最小[Ca2+]i应大于70~80μmol·L-1,比激活ICl(Ca)的最低浓度180μmol·L-1要小,因此认为IK(Ca)要比ICl(Ca)对[Ca2+]i更敏感。
胞外钙通过电压依赖性钙通道进入胞内,[Ca2+]i升高也能激活氯通道。
G蛋白与某些受体偶联激活胞内第二信使IP3而激活氯通道。
钙激活氯通道的电导很小,从全细胞电流分析应小于10pS。
平滑肌细胞上的氯平衡电位(ECl)正于静息膜电位,因此Cl-通道开放Cl-外流驱动膜电位向ECl方向靠近,形成膜的去极化。
Ca2+激活Cl-通道开放使细胞膜去极化并引起细胞的兴奋,这种通道在由激素或神经递质引起平滑肌细胞的兴奋过程中起重要作用。
【总页数】1页(P487)【作者】王泽君;于德洁;邓艳春;鲍光宏【作者单位】【正文语种】中文【相关文献】1.2.143黄连素对豚鼠结肠平滑肌细胞膜钙离子激活钾通道和延迟整流钾通道的影响 [J], 陈明锴;罗和生;余保平2.[Ca2+]i对大鼠肺动脉平滑肌细胞膜钙激活氯离子通道的调节作用 [J], 杨朝;张珍祥;徐永健;李亚清;叶涛3.黄连素对结肠平滑肌细胞膜钙激活钾通道和延迟整流钾通道的影响 [J], 陈明锴;罗和生;余保平4.大鼠肺动脉平滑肌细胞膜钙激活氯通道与细胞质钙的关系及意义 [J], 杨朝;张珍祥;徐永健;汪涛;倪望;李亚清5.钙激活Cl-通道蛋白在急性呼吸窘迫综合征患者体外气道上皮细胞中的表达及其作用实验研究 [J], 郭晓雅;宋立强;梁家宁;杨学敏;陈洁因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
钙离子促进t细胞活化作用机制
钙离子促进t细胞活化作用机制钙离子促进T细胞活化的作用机制引言:T细胞是免疫系统中重要的细胞类型,具有调节和执行免疫应答的功能。
活化的T细胞能够识别和消灭感染的病原体,并参与调节免疫应答的过程。
钙离子在T细胞活化中起着关键的作用,通过调节多个信号通路的活性,促进T细胞的活化和增殖。
本文将重点介绍钙离子促进T细胞活化的作用机制。
I. 钙离子信号通路钙离子是细胞内最重要的信号分子之一,在细胞活化过程中发挥着关键的作用。
T细胞活化时,钙离子的浓度在细胞内迅速增加。
钙离子信号通路主要通过细胞膜上的钙通道和细胞内钙储存器来调节。
1. 钙通道细胞膜上的钙通道包括电压门控钙通道和配体门控钙通道。
在T细胞活化过程中,电压门控钙通道主要由L型钙通道(Cav1.2)和T 型钙通道(Cav3.1)介导。
配体门控钙通道主要包括IP3受体和RyR通道。
这些钙通道的开放能够使细胞内的钙离子快速进入细胞。
2. 钙储存器细胞内钙储存器主要包括内质网(ER)和线粒体。
ER是主要的钙存储器,在T细胞中,ER内的钙离子主要由钙离子泵(SERCA)和钙离子泄漏通道(IP3R和RyR)来调节。
当细胞受到激活信号时,ER 内的钙离子被释放到细胞质中。
线粒体也参与钙离子的调节,通过钙离子通道和Na+/Ca2+交换器调节细胞内钙离子的浓度。
II. 钙离子在T细胞活化中的作用钙离子在T细胞活化中的作用主要包括调节T细胞受体(TCR)信号和细胞因子信号的转导。
1. T细胞受体信号钙离子信号是T细胞受体信号转导的重要组成部分。
当T细胞受到抗原刺激时,TCR与抗原肽-MHC复合物结合,激活钙离子通道和钙离子泵,导致细胞内钙离子浓度的上升。
钙离子与细胞内其他信号分子相互作用,最终导致T细胞活化的发生。
2. 细胞因子信号细胞因子信号在T细胞活化中也起着重要的作用。
当细胞因子结合其受体时,钙离子信号能够调节细胞因子受体的下游信号通路。
例如,在IL-2信号转导中,钙离子的浓度上升能够激活细胞内钙调蛋白(calcineurin),进而促进NFAT的核转位和转录活性的增加。
钙激活氯通道蛋白TMEM16A在小鼠心肌组织的表达
钙激活氯通道蛋白ANO1在小鼠主动脉平滑肌细胞的表达及其功能鉴定
3 。 内参 B — a c t i n引物序列 : 上游 5 . C A T C C T G C G T C T — G G A C C T G 一 3 , 下 游 5 一 A T C T C C T T C T G C A T C C T G T C 一 3 。R T — P C R产 物进行 2 %琼脂糖凝胶 电泳 。
凝胶 电泳后转 至 P V D F膜 , 封闭2 h , 加 A N O 1单 克
作 为研 究 对 象 , 应 用分子生 物学 、 免 疫 荧 光 化 学 方
法 以及 荧 光 淬 灭 动 力 学 实验 , 明确 A N O 1 在 主 动 脉
观 察细 胞形 态 , 流式 细胞术 检测 平滑 肌细胞 纯 度 。
1 . 2 . 2 逆 转 录一 多 聚酶 联 反应 (R T — P C R) 检测 A N 01 表达 应用 T R I Z o l 提取 R N A。 以 总 R N A为 模
平 滑 肌细胞 的 表 达 , 为深入研 究该通 道功能 、 明 确 该 通道 与 高 血 压 的 发 病 机 制 及 靶 向 治 疗 提 供 实 验
依 据
1 材 料 与方 法
板, 逆转 录 为 c D N A, P C R扩 增 。参 照 文 献 [ 4 ] 合 成
A N O 1引 物 序 列 : 上游 5 一G G AC C T G G G C T A T G A G .
关键 词 : A N O 1蛋白 ; 钙激 活氯离子通道 ; 小 鼠; 主动脉平 滑肌 细胞
中 图分 类 号 : R 3 3 7 . 5 文 献标 志码 : B
钙离子激活的氯离子通道蛋白TMEM16A在女性生殖系统中的研究进展
钙离子激活的氯离子通道蛋白TMEM16A在女性生殖系统中的研究进展吴开林【摘要】Transmembrane protein 16A (TMEM16A), the molecular basis of calcium-activated chloride chan-nels (CaCCs), is distributed in various tissues and organs of human body and has important significance in many physio-logical and pathological processes. In recent years, study on distribution and function of TMEM16A in female reproduc-tive system has gradually increased, such as the contraction of uterine smooth muscle, the synthesis of estrogen in ovari-an granulosa cells and the regulation of oocyte morphology, all of which suggest the physiological importance of TMEM16A in female reproductive system. This article will review the latest research progress of TMEM16A in the fe-male reproductive system.%作为钙离子激活的氯离子通道(CaCCs)分子基础的跨膜蛋白16A(TMEM16A)分布于人体多种组织器官中,对许多生理和病理过程具有重要意义.近年来,对TMEM16A在女性生殖系统中分布和作用的研究逐渐增多,比如参与子宫平滑肌的收缩、影响卵巢颗粒细胞雌激素的合成以及调节卵母细胞的形态等,这些都提示了TMEM16A在女性生殖系统中的生理重要性.现本文将就TMEM16A在女性生殖系统各方面的最新研究进展进行综述.【期刊名称】《海南医学》【年(卷),期】2017(028)020【总页数】5页(P3360-3364)【关键词】钙离子激活的氯离子通道;跨膜蛋白16A;女性生殖系统【作者】吴开林【作者单位】武汉大学人民医院生殖医学中心,湖北武汉 430060【正文语种】中文【中图分类】R711钙激活氯通道(calcium-activated chloride channels,CaCCs)是一类受细胞内钙离子调节的氯离子通道,早于20世纪80年代便由Miledi在非洲爪蟾卵母细胞中发现[1],因其参与许多生理和病理过程而备受关注。
小鼠Ipr1基因与EGFP基因融合表达载体的构建及其在鼠巨噬细胞中的表达
小鼠Ipr1基因与EGFP基因融合表达载体的构建及其在鼠巨噬细胞中的表达作者:李娜, 朱道银, 帖儒修, 王瑜伟【摘要】目的: 构建小鼠胞内病原体抗性基因1(Ipr1)基因与EGFP基因融合表达载体, 观察小鼠Ipr1基因在小鼠巨噬细胞株中的表达。
方法: 从C57BL/6J小鼠胸腺组织提取总RNA, 以RT PCR法调取Ipr1基因编码序列, 克隆至pEGFP C1载体中, 筛选阳性克隆作PCR、酶切及测序鉴定后得到pEGFP Ipr1, 脂质体瞬时转染小鼠巨噬细胞株, 以空质粒pEGFP C1转染组作为对照。
采用RT PCR法检测Ipr1的RNA水平表达及用激光共聚焦显微镜观察融合蛋白的表达及细胞内定位。
结果: 扩增出小鼠Ipr1基因编码序列, 经PCR、酶切及测序鉴定证明得到正确的重组质粒pEGFP Ipr1, 脂质体瞬时转染小鼠巨噬细胞株得到了成功表达, Ipr1基因表达产物定位于细胞核内。
结论: 成功地调取小鼠Ipr1基因, 构建了小鼠Ipr1基因与EGFP基因融合表达载体并在小鼠巨噬细胞株得到了成功表达。
Ipr1编码蛋白定位于细胞核内, 提示其是一种调节蛋白。
【关键词】 Ipr1基因结核病绿色荧光蛋白定位[Abstract]AIM: To construct an eukaryotic expression vector containing the fusion gene of mouse Ipr1 and EGFP andto study its expression in murine macrophage . METHODS: The coding sequence of Ipr1 gene was amplified from the total RNA of C57BL/6J mouse thymus by RT PCR. The gene was cloned into pEGFP C1 and the recombinant plasmid was identified by PCR, restrict endonuclease digestion and sequencing. Then the pEGFP Ipr1 was transiently transfected into . The expression of Ipr1 gene and fusion protein was detected by RT PCR and laser scanning confocal microscopy. RESULTS: The whole coding sequence of Ipr1 was successfully amplified. The recombinant plasmid was identified by PCR, restrict endonuclease digestion and sequencing. The fusion protein was successfully expressed in the targeted cells and its localization was in nucleus. CONCLUSION: The eukaryotic expression vector pEGFP Ipr1 has been successfully constructed. The fusion protein can be expressed in murine macrophage and located in nucleus.[Keywords]Ipr1 gene; tuberculosis; pEGFP C1; location结核病位居单一病原体引起患者死亡的传染病之首, 全球每年死亡200余万人。
钙激活氯离子通道在气道杯状细胞合成黏蛋白中的促进作用_宋立强
·研究原著·文章编号:1000-2790(2004)16-1470-04钙激活氯离子通道在气道杯状细胞合成黏蛋白中的促进作用宋立强1,戚好文1,李 妍2,王吉村3,林爱华4 (第四军医大学:1西京医院呼吸内科,2心血管内科,3基础部生物化学与分子生物学教研室,4校直门诊部,陕西西安710033)收稿日期:2004-01-08; 修回日期:2004-03-02基金项目:陕西省科学技术研究发展计划项目(2003K10G55),西安市社会发展计划项目资助(SF200337)通讯作者:宋立强(1970-),男(汉族),山西省长治市人.主治医师,博士生(导师戚好文).Tel .(029)83375237 Email .s onglq @fmmu .edu .cnCalcium -activated chloride channelpromotes synthesis of mucin in airway goblet cellsSON G Li -Qiang 1,QI Hao -Wen 1,LI Y an 2,WAN G Ji -Cun 3,LIN Ai -Hua 41Department of Respirato ry M edicine ,2Depar tment of Cardiova -sology ,Xijing Hospital ,3Department of Biochemistry &M olecu -lar Biology ,School of Basic M edicine ,4Department of Out -pa -tient ,Fourth Military M edical University ,Xi an 710033,China 【Abstract 】AIM :To investigate the effects of human calcium -activated chloride channel 1(hCLCA 1)on s ynthesis of mucin inairway goblet cells .METHODS :Recom bined eukaryotic ex -pression plasmid pIRE S 2-EFGP /hCLCA 1,which contained fluo -rescence tag and G 418screening flag was cons tructed .The plasmid was s tably transfected into N CI -H 292cell l ine ,which was regarded as goblet cell m odel in vi tro .Transfected N CI -H 292/hCLC A 1cells were identified by fluores cence m icroscopy and hCLCA 1mR N A was detected by R T -PC R .Cel ls were di -vided into four groups with or without hCLCA 1inhibitor N FA :①N CI -H 292;②NC I -H 292/hCLCA 1;③N CI -H 292+N FA ;④N CI -H 292/hCLCA 1+NFA .The prol iferation of the cells in all groups was detected usin g MTT colorimetry .T he expression of m ucin M UC 5AC protein and m RN A was examined with PAS staining and R T -PC R ass ay ,respectively .RESULTS :N CI -H 292/hCLC A 1cells that stably expressed hCLC A 1were ob -tained .The proliferation capability ,m ucin protein expression and m RN A level of N CI -H 292/hC LCA 1cells were al l significant -l y higher than those of untrans fected cells .N FA markedly inhib -ited the above changes of NC I -H 292/hCLCA 1cells .C ONC LU -SI ON :hCLCA 1promotes the proliferation and mucin synthesis in airway goblet cells .This s tudy indicates that the inhibition of hCLCA 1m ay be a potential treatment for asthma .【Keywo rds 】asthma ;airway ;epithel ial cell s ;goblet cells ;chloride channel 【摘 要】目的:探讨人激活Cl -通道I 型(hCLCA1)在气道杯状细胞合成黏蛋白中的调控作用.方法:以人气道黏液上皮细胞系NCI -H292作为杯状细胞特性研究的体外模型,构建携带荧光蛋白标签的真核表达质粒pIRES2-EFGP /hCLCA1,转染NCI -H292细胞,用G 418筛选稳定表达hCLCA 1的细胞N CI -H292/hCLCA1.对被转染细胞采用荧光显微镜和RT -PCR 法检测hCLCA1m RNA .根据N FA (hCLCA1阻断剂)干预与否,将细胞分为4组:①NCI -H292;②N CI -H292/hCLCA 1;③N CI -H292+NFA ;④NCI -H292/hCLCA1+NFA .M T T 法检测各组细胞的增殖活性;PA S 特染法检测各组细胞黏液糖蛋白的表达状况,RT -PCR 法检测黏蛋白M UC5AC m RN A 水平.结果:经过500g /L 的G418筛选,证实获得N CI -H292/hCLCA1细胞.对各组细胞检测结果表明,NCI -H292/hC LCA1细胞的增殖活性、黏液糖蛋白表达量及M UC5AC mRNA 水平均显著高于亲本细胞,并且NFA 能有效抑制NCI -H292/hCLCA1的这些生物活性改变.结论:hCLCA1能有效促进气道杯状细胞的增殖能力及黏蛋白合成,早期阻断hCLCA1可能是哮喘防治的有效途径之一.【关键词】哮喘;气道;上皮细胞;杯状细胞;氯化物通道【中图号】R562.25 【文献标识码】A0 引言气道上皮杯状细胞增生及伴随的黏蛋白高分泌是哮喘的主要病理特点之一,并已成为病情加重的指征[1].杯状细胞产生的黏蛋白M UC5AC 被认为是该细胞增生的标志[2].NCI -H292是一种人气道黏液上皮细胞系,能产生多种黏蛋白,常被作为杯状细胞功能特点研究的体外模型[3].Hoshino 等[4]和Toda 等[5]相继证实,哮喘患者气道杯状细胞的人钙激活Cl -通道I 型(human calcium -activated chlo ride chan -nel ,hCLCA1)高表达.hCLCA1属于一种新近发现的跨膜阴离子通道家族,一般认为该家族与胞膜转运水和电解质的功能相关.我们拟利用体外培养NCI -H292细胞,探讨hCLCA1与黏蛋白合成的关系.1 材料和方法1.1 材料 人气道黏液上皮细胞系NCI -H 292(西京医院呼吸内科实验室保存);pcDNA3.1(+)/hCLCA1质粒(美国Levitt RC 教授惠赠);CLCA 阻断剂NFA (niflumic acid )(Sigma 公司);大肠杆菌JM 109及真核表达载体pI RES2-EGFP (具有双顺反子)(第四军医大学生物化学与分子生物学教研室);γ-Taq DNA 多聚酶、T4DNA 连接酶及限制性内切酶Nhe Ⅰ,Xho l Ⅰ(TaKaRa 公司);RevertAidTM 逆转录试剂盒(Fermentas 公司).1.2 方法1.2.1 pI RES2-EGFP /hCLCA1表达质粒的构建 采用Nhe Ⅰ和Xho l Ⅰ从质粒pcDNA3.1(+)/hCLCA1中切出hC LCA1基因片段,将其亚克隆入相同酶切的载体pIRES2-EGFP ,重组质粒命名为pIRES2-EGFP /hCLCA1.转染大肠杆菌JM 109感受态细胞,铺板(含卡那霉素),挑克隆,酶切电泳鉴定.测序鉴定由上海鼎安科技公司完成.1.2.2 细胞转染及筛选 ①新霉素(G418)浓度的确定 以细胞密度4×105/孔将NCI -H292细胞接种于24孔板中,采用含100mL /L 灭活小牛血清的DMEM 进行培养,并分别加入梯度浓度G418(200,300,400,500,600,700,800g /L ).培养10~14d ,选择能全部杀死细胞所用G418的最低浓度.②转染与筛选 参照Lipofect AM INE 2000TM试剂说明书,在Lipofectin 介导下将pIRES2-EFGP /hCLCA1转染NCI -H292细胞.72h 后,改用含G418培养液筛选3~4w k .获得的细胞命名为NCI -H292/hCLCA1.1.2.3 转染细胞鉴定 ①荧光显微镜下观察细胞荧光蛋白表达情况.②分别收集转染细胞NCI -H292/hCLCA1和亲本细胞NCI -H292,经T RI REAGENT 抽提细胞总RNA ,按照RevertAidTM 逆转录试剂盒产品说明操作步骤,合成cDNA 第1链,紫外吸收法定量后,用PCR 法扩增目的片段.参照文献[3]合成hCLCA1及内参照GAPDH 的上下游引物.hCLCA15′端引物:TGA TGC TAC TAA GGA TGA C ,3′端引物:TTC CTC AGA GTT GGC TTC C T .GAPDH 5′端引物:ACC ACA G TC CAT GCC ATC AC ,3′端引物:TCC ACC ACC ACC CTG TTG C TG TA .hCLCA1循环参数:94℃变性30s ,63℃退火1min ,72℃延伸1min ;GAPDH 循环参数:94℃变性20s ,59℃退火20s ,72℃延伸20s ;均循环35次.各PCR 扩增产物行琼脂糖凝胶电泳鉴定.1.2.4 细胞分组 根据NFA 干预与否分成4组:①NCI -H292;②NCI -H292+NFA ,待细胞长至对数生长期,加入终浓度为100mg /L 的NFA 干预24h ;③NCI -H292/hC LCA1;④NCI -H292/hCLCA1+NFA ,干预方案同②.各组实验重复5次.1.2.5 M TT 法检测细胞的增殖活性 将各组细胞以5×104/孔种植于96孔培养板,待NFA 干预24h后,每孔加入M TT 溶液200μL ,继续培养4h .去上清,每孔加入DMSO 200μL .轻度振荡混匀后,用酶联免疫吸附测定仪测定A 490nm .1.2.6 PAS 特染法检测细胞黏液糖蛋白的表达 取各组细胞爬片,高碘酸氧化液中浸泡10~20min .蒸馏水洗2次.Schiff 液染色10min .流水清洗5min .用Harris 明矾苏木精衬染核2~3min .5mL /L 盐酸乙醇分化30s ,自来水冲洗5min 返蓝.系列乙醇脱水,二甲苯透明,封片.1.2.7 RT -PCR 法检测黏蛋白M UC5AC mRNA 同1.2.3中RT -PCR 步骤,合成各组细胞cDNA 第1链后,进行目的片段的扩增.参照文献[6]合成M UC5AC 的上下游引物,M UC5AC 5′端引物:TCC GGC CTC ATC T TC TCC ,3′端引物:ACT TGG GCA CTG GTG CTG .94℃变性30s ,60℃退火50s ,72℃延伸50s ,循环35次.GAPDH 为内参照.利用Im ageTool 3.0图像分析软件,测量各组MUC5AC 条带与GAPDH 条带的灰度值.统计学处理:实验数据以x ±s 表示,通过SPSS 10.0软件进行统计分析.多组间比较采用析因设计资料的方差分析.2 结果2.1 重组质粒pIRES2-EGFP /hCLCA1的鉴定 将质粒pIRES2-EGFP /hCLCA1用Nhe Ⅰ和X ho l Ⅰ双酶切后电泳,得到5300bp 和2900bp 2个片段,分别与载体及目的基因的预期大小一致.初步说明重组表达质粒的构建正确(Fig 1).测序结果显示,目的基因片段的序列与GenBank 中No .AF039400的登录序列完全相同.M :λDNA Hind Ⅲmarker ;1:pIRES 2-EGFP /hCLCA1digested with Nhe Ⅰand Xho l Ⅰ;2:pIRES2-EGFP /hC LCA1;3:pIRES2-EGFP .Fig 1 Restriction enzyme digestion of pIRES2-EG FP /hCLCA1图1 重组质粒pIRES2-EG FP /hCLCA1的酶切鉴定2.2 细胞转染效果 梯度浓度G418的干预结果表明,500g /L 为最适筛选浓度,连续筛选3w k .倒置显微镜下观察,所有存活细胞呈现单层贴壁生长的梭性或多边形,与亲本NCI -H 292细胞形态相似.荧光显微镜下观察可见,NCI -H 292/hCLCA1细胞的整个胞体显现出淡绿色荧光,尤以胞核明显.RT -PCR 法检测hC LCA1mRNA 水平,电泳结果可见NCI -H292/hCLCA1细胞组在预期523bp 处出现清晰条带,而亲本细胞组为阴性.其中GAPDH cDNA 大小为411bp (Fig 2).标签蛋白翻译水平和目的蛋白转录水平的检测均表明,重组质粒pIRES2-EGFP /hCLCA1转染及表达过程成功.M :DL2000DNA marker ;1:NCI -H292/hCLCA1;2:NCI -H292.F ig 2 Analys is of h CLCA1mRNA in trans fected cell by RT -PCR assay 图2 RT -PCR 法检测转染细胞的hCLCA1mRNA 水平2.3 细胞增殖活性 与NCI -H292细胞组相比,NCI -H292/hCLCA1细胞组的A 490nm 值显著升高(P<0.01),NCI -H292细胞+NFA 组A 490nm 值有降低的趋势,但尚无显著差别.NCI -H292/hC LCA1细胞+NFA 组的A 490nm 值,明显低于NCI -H292/hCLCA1细胞组(P <0.01),但仍然高于NC I -H292细胞组(P <0.01,Fig 3).bP <0.01vs NCI -H292g roup ;dP <0.01vs NC I -H292/hCLCA1group .F ig 3 Compariso n of the pro liferation of the cells in all groups by M T T colorimetry (n =5,x ±s )图3 M T T 法检测各组细胞的增殖活性2.4 细胞黏液糖蛋白的表达 NCI -H292/hCLCA1细胞的胞质普遍出现深紫红色颗粒;而其他3组的细胞胞质均呈很淡的紫红色,且着色程度相近(Fig 4).2.5 黏蛋白MUC5AC mRNA 水平 由Fig 5电泳结果可见,各组均在预期679bp 处出现特异性条带.NCI -H292/hCLCA1细胞组的灰度值(235±3)明显高于NCI -H292细胞组(173±3)和NCI -H292/hCLCA1细胞+NFA 组(180±5)(均P <0.01),而后两组的灰度值之间仍有差异.NCI -H292细胞组与NCI -H292细胞+NFA 组的灰度值(169±4)无显著差别.各组内参照之间无差异.3 讨论黏液糖蛋白主要由杯状细胞产生,是气道粘液层的主要成份,并能使黏液具备弹性和粘附性的生理特性.然而,杯状细胞异常增生或化生及由此产生的气道黏液高分泌,是哮喘的重要病理特征.临床研究证实,黏液高分泌病史是肺功能第1秒用力呼气量(FEV1)下降加速的独立危险因素.在哮喘病情加重过程中,这种过度分泌而导致的气道阻塞尤为突出,常成为重症哮喘的主要死因之一.由于杯状细胞产生黏蛋白的机制尚未完全弄清,目前临床没有针对性药物.近年来,IL -9,IL -4,IL -13等Th2细胞因子等外界因素以及杯状细胞自身表皮生长因子受体(EGFR )、凋亡抑制蛋白Bcl -2等对粘蛋白产生的促进作用,先后得到证实[7].尤其引人注目的是杯状细胞CLCA 与黏蛋白分泌的关系.2001年Nakanishi 等[3]首先利用正义和反义RNA 技术证明,小鼠气道杯状细胞钙激活Cl -通道Ⅲ型(mCLCA3)高表达,是致敏哮喘小鼠粘液高分泌的关键环节.而正常小鼠mCLCA3表达量极低.次年Hoshino 等[4]报道mCLCA3的异种同源蛋白hCLCA1在哮喘患者杯状细胞高表达,是正常人群的近3倍.Toda 等[5]的结果还表明,杯状细胞hCLCA1m RNA 与IL -9R 两者的阳性率密切相关,提示hCLCA1与其他促分泌因素有着内在联系.因此,进一步通过离体实验证实hCLCA1与杯状细胞黏蛋白产生的因果关系,将为通过阻断CLCA 来控制气道黏液高分泌提供理论依据.我们首先证实在NCI -H292细胞未能检测到hCLCA1mRNA .利用基因工程技术,成功地将带有hCLCA1基因的真核表达载体导入NCI -H292细胞.从标签蛋白的表达、hCLCA1的转录两方面证实筛选出NCI -H292/hCLCA1稳定转染的细胞.在此基础上,M TT 法结果显示NCI -H292/hCLCA1细胞的增殖活性A :NCI -H292;B :NCI -H292/hCLCA1;C :NCI -H292+NFA ;D :NCI -H292/hC LCA1+NFA .Fig 4 A nalysis of the cells in all g roups with PAS staining PAS ×400 图4 各组细胞爬片结果M :DL2000DNA marker ;1:NC I -H292;2:NCI -H292/hCLCA1;3:NCI -H292+NFA ;4:NC I -H292/hCLCA1+NFA .F ig 5 A nalysis of M UC5A C mRN A of the cells in all groups w ith RT -PCR assay图5 RT -PCR 法检测各组细胞M U C5AC m RNA 水平高于亲本细胞.PAS 特染及RT -PCR 法检测表明,NCI -H292/hCLCA1细胞中黏蛋白M UC5AC 的含量显著高于亲本细胞.这与在体研究结果相一致[3].而CLCA 通道阻断剂NFA 有效减低了NCI -H292/hCLCA1细胞的高增殖活性、黏蛋白高表达.正反两方面均证实hCLCA1对粘蛋白合成具有促进作用.这可能与CLCA 对胞内高Ca 2+的维持有着正反馈效应有关[8].还需深入研究的是CLCA 的胞内信号转导机制及与其他促进因素的关系.【参考文献】[1]Fahy JY .Gobl et cel l and mucin gene abnormalities in asthma [J ].Chest ,2002;122(6S uppl ):S320-326.[2]Zuhdi AM ,Piaz za FM ,Selby DM ,et al .M uc -5/5ac muc in messengerRNA and protein expres sion is a marker of goblet cell metaplas ia in murine a irways [J ].Am J Res pir Cell Mol Biol ,2000;22:253-260.[3]Nakanishi A ,M orita S ,Iw ashita H ,et al .Role of gob -5in mucusoverproduction and airw ay hyperrespons iveness in asthma [J ].ProcNatl Acad Sci US A ,2001;98(9):5175-5180.[4]Hoshino M ,M orita S ,Iw ashita H ,et al .Increased express ion ofthe Human Ca 2+-activated C l -Channel 1(CaCC1)gene in the asth -matic airway [J ].Am J Res pir Cr it Care Med ,2002;165(8):1132-1136.[5]Toda M ,Tul ic M K ,Levitt R C ,et al .A cal cium -activated chloridechannel (HC LCA1)is strongl y related to I L -9expression and mucus production in bronchial epithelium of patients with asthma [J ].J A ller gy Clin Imm unol ,2002;109(2):246-250.[6]S hao M X ,Ueki IF ,Nadel JA .Tumor necrosis factor alpha -con -verting enzyme mediates M UC5AC mucin expression in cultured hu -man airw ay epithelial cells [J ].Pr oc Natl Acad S ci U S A ,2003;100(20):11618-11623.[7]Rogers DF .The airw ay goblet cell [J ].Intern J Biochem C ell Bi -ol ,2003;35(1):1-6.[8]Kotlikoff M I ,Wang YX .Calcium releas e and calcium -activatedchloride channels in airw ay smooth muscle cells [J ].A m J Respir Crit Care Med ,1998;158(5Pt 3):S109-S 114.编辑 王 睿。
气道中氯离子转运通路的研究概况
气道中氯离子转运通路的研究概况晏斌林(江西医学院2002级硕士研究生,江西南昌330006)关键词:氯离子;转移通路;气道中图分类号:R33 文献标识码:A 文章编号:1000-2294(2005)01-0117-02 Cl-是体内最为丰富和常见的阴离子,它参与了细胞的多种活动和功能调节过程,如细胞电活动调节、容积调节、跨上皮物质转运、细胞内PH调节,在细胞免疫应答、细胞迁移、细胞增殖和分化,细胞凋亡中都发挥一定的作用[1]。
近年来关于氯离子转运通路的研究表明人类的多种疾病与Cl-转运通道的功能改变或缺失有关,因此氯离子转运通路越来越受到重视。
在气道中与氯离子跨膜转运有关的通路主要有氯通道,其他则为细胞膜上的阴离子交换蛋白及转运体如:Cl-/HCO3-离子交换系,Na+-2Cl--K+共同转运体等。
本文将着重介绍气道上皮细胞膜上表达的多种通道的特点以及可能的生理和病理作用。
1 呼吸道氯离子通道及其临床意义1.1 CF T R Cl-通道囊性纤维变性(CF)是上皮细胞对Cl-不通透引起的疾病。
CF是CF T R突变引起的,CF T R还可调节外向整流氯通道,N a+通道,用cA mp刺激CF T R会导致上皮细胞N a+通道的关闭[2]。
其基因已克隆,相应的蛋白CF T R(cy stic fi-bro sis transmembra ne co nductance reg ulato r)是一种氯通道[3]。
CF T R是一种磷酸化依赖性上皮细胞Cl-通道。
Rior-dan等于1989年最早克隆得到其cDN A基因编码。
CF T R 主要位于气道上皮顶侧膜,在跨上皮盐类转运,水分流动和离子浓度调节中发挥重要作用。
CF T R由1480个氨基酸组成,它有两个六次跨膜区(T M D)。
两个核苷酸连接区(N BD)和一个调节区。
跨膜区参与孔道的形成。
CF T R门控特征可能受到A T P的调节[4],在第一个N BD上被水解可打开通道,在第二个N BD 上结合使通道稳定于开放状态,水解则使通道关闭,有趣的是去掉CFT R的C端(第二T M D和第二个N BD)通道的基本性质不变,这说明此突变体以二聚体的形式完成其功能,也说明第一个T M D对孔道的形成有关键性作用。
全军优秀博士学位论文
作者姓名:刘星光论文题目:钙/钙调素依赖性蛋白激酶II (CaMKII) 和MHC II类分子对TLR 触发的巨噬细胞与树突状细胞天然免疫应答反应的调控及其机制研究作者简介:刘星光,男,1980年3月出生,2006年9月师从于第二军医大学曹雪涛教授,于2009年6月获博士学位。
中文摘要Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)作为一类重要的模式识别受体(Pattern recognition receptors, PRRs)主要表达于巨噬细胞和树突状细胞(Dendritic cells, DCs)表面,选择性地识别病原体相关分子模式(Pathogen-associated molecular patterns, PAMPs),构成机体免疫系统抵御病原体入侵的第一道屏障。
TLR是一类在各种生物体内高度保守的I型跨膜蛋白,目前已在哺乳动物中发现并克隆了12种。
一旦识别了病原体中特定的分子结构,TLR就会激活其下游一系列的信号通路,活化天然免疫细胞产生炎性细胞因子和I型干扰素。
TLR不仅启动天然免疫应答,控制炎症反应的性质、强度和持续时间,还可以通过上调DC表面的MHC II类分子和共刺激分子,促进DC的成熟,指导抗原特异的免疫应答尤其是Th1型反应的产生,调节获得性免疫应答的强度和类型,成为连接初始免疫应答和获得性免疫应答的桥梁。
TLR信号过度活化或活化不足会导致机体功能异常和疾病的发生。
许多的其他信号通路参与对TLR信号的严密调控。
因此,对TLR信号转导调控的深入研究具有重要的理论意义和应用价值。
Ca2+作为细胞内第二信使之一,调节很多重要的生理过程。
钙/钙调素依赖性蛋白激酶II(Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II,CaMKII)是钙信号下游的一种多功能丝/苏氨酸蛋白激酶,广泛分布于机体大部分重要器官组织中。
它由四个独立的基因α、β、γ及δ编码,且存在着不同的剪切体,因而产生多达24种不同的同型物。
离子通道PPT课件
全细 胞钾 离子 通道 电流
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冷
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光 源
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术
简
述
膜片钳放大器、操作系统
低
温
水
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浴 摇 床
技
术
简
述
膜片钳技术步骤
材料的
好坏直
接影响
膜
膜片钳
片
钳 技
实验的
术 简
成败!
被动吸收: ⒈扩散作用:指分子或离子沿着化学势梯度或电化学势 梯度转移的现象。
楞思特方程式:
⒉协助扩散:指小分子物资经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯 度的转运。
转运蛋白:膜上具有转运功能的蛋白质又称传递蛋白。 分为二类:载体蛋白
通道蛋白 ⑴载体蛋白:是一类内部蛋白,由载体蛋白转运的物质首先与载体 蛋白的活性部位结合,结合后载体蛋白发生构象变化,被转运的物质 释放到细胞内。 载体蛋白转运物质具有饱和现象。 ⑵通道蛋白:由细胞膜中一类内部蛋白构成的孔道,或有的称膜中 由大分子组成的孔道 又叫离子通道。可被化学方式或电化学方式激活,控制离子顺势流 过细胞膜,在形成维持跨膜离子梯度和信号传导等生理过程起重要作 用。 检测:膜片钳技术 取几平方微米细胞膜或者全细胞膜,测定跨膜离子电流的大小,即 在保持跨膜电压恒定的条件下,测定通过膜上离子通道的离子流大小 。 其原理,欧姆定律 :
阴离子通道电压激活的液泡钙vvca通道5三磷酸ip3门控的钙通道cadpr门控的液泡通道钙离子vca通道苹果酸vmal通道氯离子vcl通道内向型k通道akt1结构模型示意图具有6个保守的跨膜结构域其中s4结构域具有电压感应作用s5与s6之间有一个形状如发卡的疏水区域这个结构区域构成离子通道的孔道部分具有结合离子的位点
黏蛋白5AC_和黏蛋白5B_在相关肺疾病发生发展中的作用机制研究进展
在远端气道,MUC5AC和MUC5B均由上皮表面的分泌细胞(Club细胞)产生[1]。
MUC5AC和MUC5B在维持健康的气道上皮细胞中具有不同的作用。
MUC5B是健康人类气道中的主要黏蛋白。
动物研究[6]表明,Muc5b对黏液纤毛清除功能(mucociliary clearance, MCC)和通过控制细菌感染和减轻炎症来维持气道健康至关重要。
在小鼠模型[6, 8]中muc5b基因缺失会导致气道金黄色葡萄球菌感染、黏液运输受损以及中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和巨噬细胞聚集。
相比之下,MUC5AC 在健康气道中的表达较低,但在人体应对病毒感染时可表达上调,充当病毒受体的诱饵,在炎症反应中发挥重要作用[1]。
2 MUC5AC、MUC5B在黏液阻塞性肺疾病发生发展中的作用机制2.1 MUC5AC、MUC5B在COPD发生发展中的作用机制 COPD是一种以气流持续受限为特征的气道阻塞性疾病,其发病机制主要包括气道炎症、氧化应激、蛋白酶/抗蛋白酶失衡、肺气肿和气道黏液分泌障碍[9]。
黏液产生过多是COPD的主要标志,并与肺功能下降及临床预后不良相关[10]。
MUC5AC和MUC5B是与COPD发病相关的主要黏蛋白[11]。
研究[11]发现,COPD患者痰液MUC5AC、MUC5B水平均升高,MUC5AC与MUC5B的比率增加,且这种增加同COPD严重程度及FEV1降低相关[1]。
因此,黏蛋白成分的改变可能在COPD发病机制中起重要作用。
传统研究认为COPD的黏液表型是由MUC5AC 驱动的,然而近年来的一系列研究表明,MUC5B在COPD的黏液表型中也发挥重要作用。
MUC5B是COPD患者痰液中的主要聚合黏蛋白,对呼吸道先天免疫和MCC至关重要。
降低MUC5B水平可能导致黏液阻塞气道、MCC损伤和增加感染风险[12]。
进一步研究证明,MUC5B可以促进COPD小鼠模型气道上皮细胞向杯状细胞分化、黏液产生以及炎症反应,并且MUC5B是通过干扰信号转导和转录激活因子6(Signal transducers and activators of transcrip⁃tion,STAT6)-上皮特异性ETS转录因子(SAM pointed domain-containing ETS transcription factor,SPDEF)通路或巨噬细胞的功能发挥作用的,而叉头转录因子A2(FoxA2)在该通路中充当负调节剂。
福莫特罗对哮喘小鼠气道杯状细胞增生及粘蛋白MUC5ac mRNA表达的影响
中 图 分 类 号 :R 6 . 525
文 献 标 志 码 :A
文 章 编 号 : 17 —5 4 2 1 ) 30 3 .6 623 5 (0 0 0 —320
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Z HANG W e ,T n f n ,J ANG S a — i g t AN Ya — g I a h h p n ,CHE n ,L ANG R t u N Mi g I u — n,L h - in y V Z i ag q ( e at e t f e p aoyM d ie T eS c n f l td H s i l S n Y t e nv r t,G a g h u5 1 0 C i ) D p r n o R s i tr e i n , h e o d A fi e opt , u a sn U i s y u n z o , hn m r c ia a — ei 1 02 a
TMEM16A钙激活氯离子通道在Fisher大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的表达及其电生理特性研究
TMEM16A钙激活氯离子通道在Fisher大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的表达及其电生理特性研究郝峰;白雪松;鞠晓红;方芳;藏雨轩;朱杭飞;向国艳;张雲乔;袁忠海【摘要】AIM:To investigate the expression of transmembrane protein16A(TMEM16A) in Fischer rat thy-roid follicular epithelial ( FRT) cells and its electrophysiologic properties .METHODS: The eukaryotic expression vector of pUB6/V5-TMEM16A was constructed and transfected into FRT cells by liposome-mediated transfection .In order to ob-tain the high efficiency of gene transfection and expression , the quantity and ratio of lipid/DNA complexes were optimized . The FRT cells stably expressing TMEM16A were gained by the selection with blasticidin and confirmed by the techniques of RT-PCR and immunofluorescence .The expression and location of TMEM 16A in the FRT cells were observed under an in-verted fluorescence microscope .TMEM16A protein was associated with calcium-dependent chloride current , as measured with halide-sensitive fluorescent protein and patch-clamp technique .RESULTS: The results of double digestion and se-quencing indicated that TMEM16A was cloned into pUB6/V5.The results of RT-PCR and immunofluorescence confirmed that TMEM16A was expressed in the FRT cells after transfection withTMEM16A.The classical calcium-activated chloride channel currents were recorded in the FRT cells stably expressing TMEM 16A by the technique of patch-clamp and halide-sensitive fluorescent protein YFP-H148Q/I152L.CONCLUSION:The protein expression of TMEM16A in theFRT cells was observed.TMEM16A is the molecular identity of calcium-activated chloride channels .%目的:探讨跨膜蛋白16A(TMEM16A)钙激活氯离子通道在Fisher大鼠甲状腺滤泡上皮(FRT)细胞的表达及其电生理特性。
ARDS小鼠气道上皮杯状细胞表达水平的变化及机制
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窘迫综合征至今,人们公认以中性粒细胞为主的炎
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钙激活的氯通道gob-5和粘蛋白基因Muc5ac在小鼠哮喘模型肺部的表达
钙激活的氯通道gob-5和粘蛋白基因Muc5ac在小鼠哮喘模型肺部的表达刘剑波;张珍祥;徐永健;邢丽华;张惠兰【期刊名称】《中国病理生理杂志》【年(卷),期】2006(022)002【摘要】目的:研究"钙激活的氯通道"成员之一gob-5和粘蛋白基因Muc5ac在小鼠哮喘模型肺部的表达.方法:22只清洁级BALB/c小鼠随机分成哮喘组和对照组,用逆转录聚合酶链反应法(RT-PCR)和免疫组化法分别测定肺组织gob-5 mRNA 和粘蛋白基因Muc5ac蛋白的表达.结果:小鼠哮喘组肺组织gob-5 mRNA表达阳性(0.2297±0.0186,A),而对照组未出现gob-5 mRNA的表达(P<0.01);哮喘组Muc5ac蛋白表达(0.6637±0.0127,A)明显高于对照组(0.2060±0.0179,A)(P<0.01);哮喘组肺组织gob-5 mRNA表达与Muc5ac蛋白表达呈直线正相关(r=0.864,P<0.05).结论:Gob-5 mRNA表达的上调可能在哮喘小鼠气道粘液过度分泌中起着关键作用;抑制gob-5的表达将为哮喘的治疗提供新的策略.【总页数】4页(P307-310)【作者】刘剑波;张珍祥;徐永健;邢丽华;张惠兰【作者单位】华中科技大学同济医院卫生部呼吸疾病重点实验室,湖北,武汉,430030;郑州大学附属第二医院,呼吸内科,河南,郑州,450003;华中科技大学同济医院卫生部呼吸疾病重点实验室,湖北,武汉,430030;华中科技大学同济医院卫生部呼吸疾病重点实验室,湖北,武汉,430030;郑州大学附属第一医院呼吸内科,河南,郑州,450052;华中科技大学同济医院卫生部呼吸疾病重点实验室,湖北,武汉,430030【正文语种】中文【中图分类】R562.2+5【相关文献】1.氧化应激促进AGT-REN双转基因高血压小鼠心肌中电导钙激活钾离子通道表达[J], 周骁;杨会笃;苏叶馨;赵宏跃;王丽萍2.钙激活氯通道 ANO1在小鼠心肌细胞的表达及其功能鉴定 [J], 侯毅鞠;许会静;张雲乔;扈昕虹;郝峰3.N-乙酰半胱氨酸通路对AGT-REN双转基因高血压小鼠心肌成纤维细胞中电导钙激活钾离子通道蛋白表达的影响及其意义 [J], 王丽萍;王建辉;李树民;杨秀红4.钙激活氯通道蛋白ANO1在小鼠主动脉平滑肌细胞的表达及其功能鉴定 [J], 张雲乔;王胜;刘艳杰;崔爽;曲适;王鑫鑫;龙啸;方芳;郝峰5.钙激活氯通道蛋白TMEM16A在小鼠心肌组织的表达 [J], 贾辉辉;韩晓华;曲志强;傅增泮因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
钙激活酶激活蛋白基因的克隆及其在原核生物中表达及条件的优化
钙激活酶激活蛋白基因的克隆及其在原核生物中表达及条件的优化尹淑琴;常泓;范艳;朱宏;梁娟【摘要】构建钙激活酶激活蛋白基因(UK114)的原核表达载体并优化其表达条件,为其高效表达提供试验依据.以UK114 cDNA为模板,通过PCR方法扩增钙激活酶激活蛋白基因,将其克隆到原核表达载体pGEX-4T-3中,酶切及测序鉴定重组体.将构建好的重组质粒转化大肠埃希菌BL21 (DE3),用IPTG进行诱导表达,在保持菌种不改变的前提下,分别改变IPTG的浓度、培养时间、菌体浓度、培养温度等来优化表达条件.结果显示,原核表达载体pGEX-4T-3-UK114成功构建,可在大肠埃希菌BL21 (DE3)中诱导表达,得到相对分子质量约40 kD的GST-UK114融合蛋白.在IPTG浓度为0.3 mmol/L,诱导温度为32℃,诱导时间为4h,菌体密度OD600为0.6的条件下,目的蛋白表达量最高.试验成功构建原核表达载体pGEX-4T-3-UK114且获高效表达,为研究UK114生物学活性及产品开发提供了试验基础.%The aim of the study was designed to optimize Calpainactivator( UK114) expression in prokaryotes for the high effective expression. The UK114 cDNA was obtained by RT-PCR, and cloned into prokaryotic expression vector pGEX4T-3-UK114, then recombinant vector pGEX 4T-3-UK114 was constructed, and transformed into E. coli BL21 ( DE3 ) . The expression of fusion protein GST-UK114 was induced with IPTG, then purified and characterized. The recombinant prokaryotic expression vector was successfully constructed by the restriction enzymes digestion and gene sequencing. Fusion protein GST-UK114 was expressed in solubility in E. coli BL21 ( DE3 ) in SDS-PAGE gel. The content of fusionprotein was 31% and the molecular weight was 40 kD. Through optimization, the satisfactory expression condition was obtained, as follows, including IPTG concentration 0. 3 mmol/L; induced time of 4 hours; OD600 0. 6; cultured temperature 32 ℃. The plasmid pGEX-4T-3-UK114 was successfully constructed and expressed in prokaryotes with high efficiency. The results provide a foundation for studing the biological activity of UK114 protein.【期刊名称】《激光生物学报》【年(卷),期】2012(021)002【总页数】6页(P156-161)【关键词】钙激活酶激活蛋白;原核表达;条件优化【作者】尹淑琴;常泓;范艳;朱宏;梁娟【作者单位】山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801;山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801;山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801;山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801;山西农业大学生命科学学院,山西太谷030801【正文语种】中文【中图分类】Q78钙激活蛋白酶激活蛋白(calpain activator)是钙激活蛋白酶(calpain)系统三因子之一。
钙激活氯离子通道在气道杯状细胞合成黏蛋白中的促进作用
钙激活氯离子通道在气道杯状细胞合成黏蛋白中的促进作用宋立强;戚好文;李妍;王吉村;林爱华【期刊名称】《第四军医大学学报》【年(卷),期】2004(025)016【摘要】目的: 探讨人激活Cl-通道I型(hCLCA1)在气道杯状细胞合成黏蛋白中的调控作用. 方法: 以人气道黏液上皮细胞系NCI-H292作为杯状细胞特性研究的体外模型,构建携带荧光蛋白标签的真核表达质粒pIRES2-EFGP/hCLCA1,转染NCI-H292细胞,用G418筛选稳定表达hCLCA1的细胞NCI-H292/hCLCA1. 对被转染细胞采用荧光显微镜和RT-PCR法检测hCLCA1 mRNA. 根据NFA(hCLCA1阻断剂)干预与否,将细胞分为4组: ① NCI-H292;② NCI-H292/hCLCA1;③ NCI-H292+NFA;④ NCI-H292/hCLCA1+NFA. MTT法检测各组细胞的增殖活性;PAS 特染法检测各组细胞黏液糖蛋白的表达状况, RT-PCR法检测黏蛋白MUC5AC mRNA水平. 结果: 经过500g/L的G418筛选,证实获得NCI-H292/hCLCA1细胞. 对各组细胞检测结果表明,NCI-H292/hCLCA1细胞的增殖活性、黏液糖蛋白表达量及MUC5AC mRNA水平均显著高于亲本细胞,并且NFA能有效抑制NCI-H292/hCLCA1的这些生物活性改变. 结论: hCLCA1能有效促进气道杯状细胞的增殖能力及黏蛋白合成,早期阻断hCLCA1可能是哮喘防治的有效途径之一.【总页数】4页(P1470-1473)【作者】宋立强;戚好文;李妍;王吉村;林爱华【作者单位】第四军医大学,西京医院呼吸内科,陕西,西安,710033;第四军医大学,西京医院呼吸内科,陕西,西安,710033;第四军医大学,心血管内科,陕西,西安,710033;第四军医大学,基础部生物化学与分子生物学教研室,陕西,西安,710033;第四军医大学,校直门诊部,陕西,西安,710033【正文语种】中文【中图分类】R562.25【相关文献】1.重度子痫前期人胎盘绒毛膜板动脉中钙激活氯离子通道的表达情况 [J], 兰秋丽; 傅晓冬2.基于钙激活氯离子通道的Piezo1通道调节剂高通量筛选模型的构建 [J], 丁旭;肖云萍;郭佳琦;解宇浩;张嘉琪;聂文营;郝峰3.钙激活的氯离子通道A4通过抑制JAK激酶2/信号转导及转录激活蛋白3信号通路对食管癌细胞增殖、迁移及侵袭的影响 [J], 蒋可心;李宁;张旭4.哮喘患者气道上皮钙激活的氯离子通道1表达增加与黏液高分泌 [J], 王可;冯玉麟;文富强;欧雪梅;徐丹;杨劼;邓治平5.钙激活的氯离子通道蛋白A在肿瘤形成中作用的研究进展 [J], 刘宗涛;曹锦鹏;张苏山;厉海妮因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
心肌细胞肿胀激活氯离子通道的单通道特性
心肌细胞肿胀激活氯离子通道的单通道特性王军;徐洪涛;吴燕红;孙喜庆【期刊名称】《第四军医大学学报》【年(卷),期】2005(26)24【摘要】目的: 研究急性分离小鼠心肌细胞肿胀激活氯离子通道的单通道特征. 方法: 采用膜片钳单通道(细胞贴附式和内面向外式)方法,记录急性分离的小鼠心肌细胞暴露于低渗溶液时出现的肿胀激活氯通道电流(ICl.swell). 结果: 等渗状态下,用细胞贴附式记录,多数心肌细胞膜片无通道活动,用低渗溶液灌流细胞,在细胞容积增大的同时,出现单通道电流的激活. 该肿胀激活单通道氯电压在-100 mV~+100 mV 均有激活. 在电压+100 mV时,其单通道电导为(38.1±2.5) pS,开放概率为0.76±0.08,电流-电压曲线显示其反转电位(-34.5±2.8 ) mV, 接近氯离子平衡电位的理论值(ECl=-38.6 mV), 且反转电位随氯离子浓度的改变而改变. 氯通道阻断剂DIDS可逆性阻断该单通道电流. 结论: 小鼠心肌细胞肿胀激活氯通道的单通道电导为(38.1±2.5) pS,电流呈外向整流特征并对DIDS敏感.【总页数】4页(P2226-2229)【作者】王军;徐洪涛;吴燕红;孙喜庆【作者单位】第四军医大学航空航天生物动力学教研室,陕西,西安,710033;首都医科大学生理学教研室,北京,100054;海军总医院心血管内科,北京,100037;第四军医大学航空航天生物动力学教研室,陕西,西安,710033;第四军医大学航空航天生物动力学教研室,陕西,西安,710033【正文语种】中文【中图分类】Q445【相关文献】1.TMEM16A钙激活氯离子通道在Fisher大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的表达及其电生理特性研究 [J], 郝峰;白雪松;鞠晓红;方芳;藏雨轩;朱杭飞;向国艳;张雲乔;袁忠海2.ClC-3基因敲除不影响心肌细胞肿胀激活性氯通道的PKC敏感性 [J], 龚卫琴;臧益民;王晓明;李源;Takahiro Shimizu;Yasunobu Okada3.豆蔻酰佛波醇乙酯对人心房肌细胞肿胀激活的氯离子电流的调节作用 [J], 李业涛;杜心灵;罗旻4.钙激活氯通道蛋白ANO1在心肌成纤维细胞分化过程中的表达及其钙激活氯通道电生理特性变化 [J], 田香勤;谭朝阳;李娜娜;常玉巧;张爱梅;周颖;马克涛;司军强5.容积激活性氯离子通道蛋白ClC-3表达下调促进H9c2心肌细胞肥大及其机制研究 [J], 孙宇;陈梦青;汪帅;李艳文;喻阳;李咏琪;李春梅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠气道杯状细胞增生与黏液分泌相关基因的调控作用
固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠气道杯状细胞增生与黏液分泌相关基因的调控作用陆远;赵霞【期刊名称】《南京中医药大学学报》【年(卷),期】2017(033)002【摘要】目的探讨中药复方固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠气道杯状细胞增生与黏液分泌相关基因IRE1β、SPDEF、AGR2和mCLCA3的影响.方法结合前期研究采用卵蛋白(OVA)致敏和OVA-呼吸道合胞病毒(RSV)联合诱导激发BALB/c雌性小鼠,建立哮喘缓解期动物模型,随机分为正常组,模型组,固本防哮饮低、中、高剂量组,孟鲁司特钠组及地塞米松组.qPCR法检测肺组织中IRE1β、SPDEF、AGR2和mCLCA3 mRNA表达水平.结果模型组小鼠肺组织中IRE1β、SPDEF、AGR2 mRNA表达显著高于正常组(P<0.05),而mCLCA3 mRNA表达显著低于正常组(P<0.05);固本防哮饮高、中、低剂量组,孟鲁司特钠组及地塞米松组小鼠肺组织中IRE1β、SPDEF、AGR2 mRNA水平较模型组存在不同程度的下降,而固本防哮饮低剂量组和孟鲁司特钠组小鼠肺组织中mCLCA3 mRNA表达显著高于正常组(P<0.05).结论固本防哮饮防治哮喘抑制气道杯状细胞增生和减少黏液分泌的作用机制可能是通过降低IRE1β、SPDEF、AGR2 mRNA表达所致.%OBJECTIVE To investigate the effects of Guben Fangxiao Decoction on mRNA expression of airway goblet cells hyperplasia and mucus hypersecretion-associated genes like IRE1β,SPDEF,AGR2,and mCLCA3 in mice model with asthma at remission stage.METHODS Based on the previous study,OVA sensitization combined with RSV sensitization was applied to establish the asthmamodel on BALB/c female mice,which were randomly divided into the normal group,model group, Guben Fangxiao Decoction of low,middle and high dose groups,montelukast sodium group and dexamethasone group.qPCR was applied to detect the expression of I RE1β,SPDEF,AGR2 and mCLCA3 mRNA in the lung tissue.RESULTS The ex-pressions ofIRE1β,SPDEF and AGR2 mRNA in the lung tissue of the model group were significantly higher than those of the normal group(P<0.05),while the mCLCA3 mRNA expression was much lower than the normalgroup(P<0.05).The mCLCA3 mRNA expressions in the lung tissue of Guben Fangxiao Decoction with low,middle and high dosage groups,monte-lukast sodium group and dexamethasone group experienced decline to different degree.Whereas the mCLCA3 mRNA levels in the Guben Fangxiao Decoction Low dose group and montelukast sodium group were significantly higher than those of the nor-mal group(P<0.05).CONCLUSION Gubenfangxiao Decoction can significantly attenuate RSV-OVA-induced airway goblet cells hyperplasia and mucus hypersecretion in murine asthma remission model.These effects may be mediated,at least partial-ly,by suppressing the mRNA expression of IRE1β,SPDEF and AGR2.【总页数】5页(P207-211)【作者】陆远;赵霞【作者单位】江苏省儿童呼吸疾病(中医药)重点实验室,南京中医药大学中医儿科学研究所,江苏南京 210023;江苏省儿童呼吸疾病(中医药)重点实验室,南京中医药大学中医儿科学研究所,江苏南京 210023【正文语种】中文【中图分类】R285.5【相关文献】1.固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠肺组织内质网应激相关凋亡基因CRT和EDEM的影响 [J], 陆远;赵霞2.固本防哮饮对幼龄小鼠哮喘缓解期模型IKK/IκB/NF-κB信号途径的调节作用 [J], 袁雪晶;曹建梅;许慧洁3.白介素17在实验性支气管哮喘小鼠气道杯状细胞化生和黏液分泌中的作用 [J], 魏然;刘剑波4.白介素17在实验性支气管哮喘小鼠气道杯状细胞化生和黏液分泌中的作用 [J], 魏然;刘剑波5.固本防哮饮对哮喘缓解期小鼠的治疗作用 [J], 袁雪晶;夏晨;汪受传因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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・论著・文章编号:1007-8738(2004)03-0340-04小鼠气道杯状细胞钙激活氯离子通道胞外段基因的克隆及表达宋立强1,李 妍2,戚好文1,王吉村3(第四军医大学:1西京医院呼吸内科;2西京医院心脏内科;3基础部生物化学与分子生物学教研室,陕西西安710032)收稿日期:2003-08-11; 修回日期:2004-01-08基金项目:陕西省科学技术研究发展计划基金(N o.2003K 10G 55);西安市社会发展计划基金资助项目(N o.SF200337)作者简介:宋立强(1970-),男,山西长治人,主治医师,博士生.T el :(029)83375237;Email :s onglq @C loning and expression of the extracellu 2lar dom ain of calcium 2activated chloride ch annel in mouse airw ay goblet cellsSONG Li 2qiang 1,LI Yan 2,QI Hao 2wen 1,W ANG Ji 2cun31Department of Respiratory Medicine ;2Department of Cardiology ,X i 2jing H ospital ;3Department of Biochemistry and M olecular Biology ,Faculty of Preclinical Medicine ,F ourth Military Medical University ,X i ’an 710032,ChinaAbstractAIM :T o clone and expre ss the extracellular domain of murine calcium 2activated chloride channel (mC LCA3)in airway goblet cell of mouse.METH ODS :According to the gene sequence of mC LCA3the PCR primers for N 2terminal ,middle and C 2terminal extracellular domains were de ing recombinant pla s 2mid pcDNA3.1(-)/mC LCA3a s template ,the DNAs coding for the three extracellular domains were amplified.And then the DNAs encoding N 2terminal and C 2terminal extracellular domains were inserted into expre ssion vector pRSET 2A ,while the middle extracellular domain DNA wa s inserted into p GEX 2T1. E.coli.BL21(DE3)were transformed with the three recombinant pla s 2mids ,re spectively ,and were induced with IPTGfor expre ssion.RESU LTS :DNA sequencing showed that the cloned DNAs en 2coding extracellular domains were identical with tho se in Gen 2Bank (GenBank acce ssion No.NM 2017474).The 3domains were expressed in E.coli and most of the expressed products ex 2isted in the form of inclusion body.CON C LU SI ON:The expre s 2sion of three extracellular domains of mC LCA 3lays the founda 2tion for further preparing anti 2mC LCA3antibody and exploring the mechanism of modulation of mC LCA 3.K eyw ords :calcium 2activated chloride channel ;a sthma ;airway ;goblet cell摘要目的:克隆并表达小鼠气道杯状细胞的特定钙激活Cl 2通道(mC LC A3)。
方法:根据G enBank (N o.NM 2017474)的信息,设计针对mC LC A3的3个胞外段基因的引物。
以重组质粒pcD 2NA3.1(-)/mC LC A3为模板,PCR 法扩增3个胞外段的基因。
将N 端和C 端胞外段基因分别亚克隆到原核表达载体pRSET 2A 中,中间胞外段基因则亚克隆入原核表达载体p GEX 2T 1中。
分别转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,使用IPTG 诱导表达。
结果:酶切鉴定和序列分析表明,克隆的mC LC A3的3个胞外段基因序列与G enBank 中登录的完全一致。
将这些基因亚克隆到相应表达载体,经IPTG 诱导在大肠杆菌中获得表达,并且表达产物主要以包涵体的形式存在。
结论:获得了mC LC A3抗原分子胞外段基因及其原核表达产物,对进一步制备单克隆抗体,探讨mC LC A3的通道调控机制具有重要意义。
关键词:钙激活氯离子通道;哮喘;气道;杯状细胞中图分类号:Q786 文献标识码:A 钙激活Cl 2通道(calcium 2activated chloride channel ,C LC A )是新近发现的一个跨膜阴离子通道家族。
其中小鼠mC LC A3和人hC LC A1是一对异种同源通道蛋白。
最新研究表明,这两种蛋白在气道上皮杯状细胞异常的高表达,分别是哮喘小鼠模型或哮喘患者发病的关键环节123。
Zhou 等4采用mC LC A3的化学通道阻断剂尼氟灭酸(niflumic acid ,NFA )对哮喘小鼠进行干预研究,发现NFA 能显著减轻气道的慢性炎症、杯状细胞化生和黏液高分泌等病理改变。
提示阻断mC LC A3是防治哮喘的有效途径之一。
NFA 是欧洲儿童临床使用的一种镇痛消炎药,副作用大,对mC LC A3的阻断也不够特异。
因此,探讨mC LC A3通道调控机制,寻找特异性抗体阻断方案有着现实意义。
我们拟克隆和表达mC LC A3的胞外段,为针对该段抗体的制备准备免疫原。
mC LC A3是4次跨膜糖蛋白,共有3个胞外段,分别称为氨基端胞外段(N 2terminal extracellular do 2main ,N 2E D )、中间胞外段(middle extracellular domain ,M 2E D )和羧基端胞外段(C 2terminal extracellular domain ,C 2E D )。
虽然小鼠气道中还存在mC LC A1,但其在哮喘病理过程中表达无变化5。
为突出mC LC A3胞外段免疫原性的特异性,利用EXPACY2SWISS M ODE L2 I NG分子模拟服务器,分析这两种蛋白胞外段的差异区域,最终确定欲克隆mC LC A3的N2E D、M2E D和C2 E D氨基酸残基,分别位于E83~E279、N446~I508和S684~Q912。
1 材料和方法1.1 主要材料 大肠杆菌JM109、BL21(DE3)及表达载体pRSET2A和p GEX2T1,均由本校生物化学与分子生物学教研室提供。
含mC LC A3cDNA的重组质粒pcDNA3.1(-)/mC LC A3,由美国Levitt RC教授惠赠。
IPTG系Sigma公司产品。
γ2Taq DNA多聚酶、T4DNA 连接酶及限制性内切酶Nhe I、Hin dⅢ、Bam H I、Eco R I,均购自T akara公司。
1.2 方法1.2.1 引物的设计与合成 根据G enBank(No.NM2 017474)报告小鼠mC LC A3的DNA序列,利用DNA Club生物软件,设计引物,扩增mC LC A3的3个胞外段cDNA。
N2E D的上游引物P1为:5′2ATTTTG ATTC2 CCG AG AG CTGG A23′;下游引物P2为:5′2CCC ACG T2 G CTTCGG AG TTTG C23′,扩增长度为591bp。
M2E D的上游引物P1为:5′2G CT AAAG AG CTTG AG C AG CT23′;下游引物P2为:5′2C ATCC ATTGG TT ATTCTGG AG23′,扩增长度为186bp。
C2E D的上游引物P1为:5′2 GG AGG AG TC ACTTC AG AC AG A23′;下游引物P2为:5′2 TC AG TG C AAACCT AG TG TC A23′,扩增长度为687bp。
3对引物中5′端分别引入Bam H I和Eco R I酶切位点。
以上引物均由赛百胜生物工程公司合成。
1.2.2 重组质粒pcDNA3.1(-)/mC LC A3的鉴定 将赠送质粒溶解于2μL双蒸水,然后转化100μL感受态大肠杆菌JM109,在含氨卞青霉素(50mg/L)的LB培养基平皿上培养。
挑选生长良好的克隆,摇菌,小量提取质粒。
经Nhe I和Hin dⅢ双酶切鉴定,回收大小正确的条带进行测序。
测序反应由上海生工生物工程公司完成。
1.2.3 mC LC A3胞外段基因的扩增 取0.5μL pcD2 NA3.1(-)/mC LC A3作为模板,分别加入1μL胞外段N2E D、M2E D和C2E D的引物,进行PCR扩增。
反应条件均为:94℃变性5min,在1min时加入γ2Taq DNA多聚酶0.5μL;然后按下述参数循环25次: 94℃变性30s,55℃退火30s,72℃延伸50s;最后72℃延伸7min。
取PCR产物5μL,在10g/L琼脂糖凝胶进行电泳分析。
测序鉴定。
1.2.4 mC LC A3胞外段重组质粒的构建 分别取N2E D、M2E D和C2E D基因的PCR扩增片段,用Bam H I和Eco R I进行双酶切,并将切出的片段纯化。
将N2E D 和C2E D基因与经同样酶切的表达载体pRSET2A连接,构建重组质粒pRSET2A/N2E D和pRSET2A/C2E D;考虑到M2E D片段的M r过小,为检测与纯化便利,将该基因亚克隆入同样酶切的融合表达载体p GEX2 T1,构建质粒p GEX2T1/M2E D。