SOC通道的重要元件Orai蛋白在T淋巴细胞中的作用

SOC通道的重要元件Orai蛋白在T淋巴细胞中的作用
发表时间：2015-04-08T14:30:56.900Z 来源：《医药前沿》2014年第32期供稿作者：许金超刘庆华姜秋菊
[导读] 在T淋巴细胞中，静息状态下细胞浆的钙离子浓度较低，当受抗原刺激后激活PLC（磷脂酶C）。

许金超刘庆华姜秋菊
(中南民族大学生命科学学院医学生物研究所湖北武汉 430074)
【摘要】钙离子在许多类型的细胞中作为第二信使，包括T淋巴细胞。

细胞中的基因转录、蛋白质合成与分解以及细胞的生长与凋亡等等都与钙离子的活动有关。

钙库操控Ca2+通道（SOC：store-operated calcium）是细胞中介导胞外Ca2+进入细胞内的重要通道之一。

在
2005年和2006年，Stim1蛋白和Orai1蛋白相继被发现，人们知道了SOC通道主要由位于内质网上的能感受Ca2+浓度变化的Stim蛋白和细胞膜上Orai蛋白共同构成。

【关键词】SOC Orai T淋巴细胞
【中图分类号】R39 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2014）32-0201-02 在T淋巴细胞中，静息状态下细胞浆的钙离子浓度较低，当受抗原刺激后激活PLC（磷脂酶C）。

PLC将PIP2（磷脂酰肌醇-4、5-二磷酸）分解为IP3（肌醇-1，4，5-三磷酸）。

IP3受体位于内质网表面，激活后可释放钙离子进入细胞浆。

以上过程被称为“内钙消耗”，转而激活细胞膜上的SOC通道使外钙内流。

1．Orai蛋白
Orai1是一个32.7kD的小分子蛋白有四个跨膜结构域，氨基，羧基末端朝向细胞浆。

通过生化分析、免疫共沉淀和定点突变等试验证实了Orai1通过同源低聚物形成CRAC通道的孔道。

进一步的实验证明了一个有功能的CRAC通道需要Orai形成四聚物。

一个研究团队利用化学分子交联技术用绿色荧光蛋白标记Orai1，显示Orai1在静息转态下以二聚体形式存在。

当Orai1与Stim1结合后引起Orai1二聚体的再次二聚化，形成具有活性的CRAC四聚体通道。

Orai1有两个同源家族Orai2和Orai3，那么Orai2和Orai3是否也在T淋巴细胞中形成功能性的CRAC呢？在体外过表达系统中，Orai2和Orai3都能够引出Orai电流。

在T细胞发育和分化过程中可能不同家族的Orai蛋白的表达和功能具有一定差异。

2．Orai1和Stim1的联系
在293细胞和jurkat细胞上共同表达Orai1和Stim1，发现CRAC电流放大了50-100倍。

在内钙消耗后，Stim1形成低聚物，迁移到内质网细胞膜连接处并集中于质膜上一个直径10-25nm的区域。

内钙消耗能够提高Stim1和Orai1蛋白的关联性。

有研究表明，Orai1伸入细胞浆11?14nm，而Stim1伸入细胞浆只有6nm。

仅这些数据还不能体现出Stim1和Orai1的直接联系，可能有辅助蛋白为二者提供联系。

磷脂酶A2被发现在果蝇上可以直接调节SOCE ，这有可能是Stim-Orai偶联的连接小体。

进一步研究发现Stim1蛋白胞质侧的C-端卷曲螺旋结构域（CC:coiled-coil）和 Orai1蛋白的一串酸性的氨基酸残基序列（272-291）是其偶联位点。

3．Orai蛋白在原始T细胞和分化的T细胞中的作用
从目前关于CRAC的研究，SOCE可以影响T淋巴细胞的多个功能，包括细胞的分化和细胞因子的分泌。

通过严重联合免疫缺陷（SCID）病人（编码Orai1的基因突变）的外周血淋巴细胞和T细胞系的分析发现，编码Orai1的基因突变可以影响T细胞的分化和细胞因子的分泌。

有两个研究小组分别用gene-trap和targeted gene ablation技术获得Orai1基因敲除小鼠。

出乎意料的是，在Orai1敲除鼠的原始T细胞中，在生理浓度的细胞外钙条件下其SOCE并未改变，细胞的增殖和胸腺细胞的发育也正常。

但是细胞因子的分泌减少了。

因此，对比从Orai1敲除鼠得到的原始T细胞和SCID病人胸腺细胞，在细胞分型上没有显著差异。

但是这两种细胞的活化形式不同，还有Orai1敲除鼠的辅助型T细胞有非常少的SOCE和细胞因子释放，SCID病人的T细胞增殖受到抑制。

以上的这些差异可能是由于种属特异性依赖于Orai1，Orai2或Orai3造成的。

4．结语
Orai蛋白作为SOC通道的孔道蛋白不仅可以激活SOC通道，而且还是调节离子通道敏感性的一个关键亚基。

通过分子和遗传学的实验已经证明SOCE信号途径在T淋巴细胞中起重要的作用。

这些作用可能在T淋巴细胞的发育和成熟的各个阶段都有影响。

通过深入研究orai的分子结构，可能会发现调节T淋巴细胞发育增值的关键位点，这可以对相关方面的药物开发提供新的靶点。

参考文献
[1]Berridge，M.J.，Elementary and global aspects of calcium signalling.J Physiol，1997.499 (Pt 2): p. 291-306.
[2]Berridge，M.J.，Inositol trisphosphate and calcium signalling.Nature， 1993. 361(6410): p.315-25.。