容积敏感性氯离子通道对心脏细胞增殖和凋亡的影响
氯离子是机体内最丰富的阴离子，氯通道广泛存在于机体的细胞膜和细胞器膜，在细胞多種生理病理活动和调节过程如细胞增殖、凋亡、细胞兴奋性调节、pH调节、容量调节和免疫应答中均发挥一定作用。本文从通道生物学特性、调节细胞容积的机制及对细胞增殖和凋亡的影响对容积敏感性外向整流氯离子通道（volume-sensitive outwardly rectifying，VSOR）进行综述。
标签：容积敏感性外向整流氯离子通道；细胞增殖；细胞凋亡；细胞容积调控
在哺乳动物体内，存在着多种影响细胞生命活动的离子（Na+，K+，Cl-），这些离子移动所产生的离子流作为细胞的背景电流参与跨上皮物质转运、细胞内ph调节、细胞的增殖、细胞的迁移、细胞凋亡以及细胞容积调节等生理病理活动。其中阴离子起着至关重要的作用，Cl-是体内最丰富的阴离子，Cl-的跨膜转运通道被称为Cl-通道，Cl-通道是广泛分布在原核和真核细胞等各种细胞上的一种阴离子通道。已被证明Cl-通道可以通过Cl--HCO3-交换及Na+-Cl-，Na+-K+-2Cl-和K+-Cl_联合转运等多种形式参与细胞容积及细胞增殖和凋亡的调节。目前研究表明，心脏中主要表达电压依赖性氯通道（ClC）、囊性纤维性跨膜转导体（CFTR）、容量调节性氯通道和钙激活的氯通道。其中由CLC3所编码的容积敏感性外向整流氯通道（VSOR）与细胞容积调控有着密切关系[1]。
1 氯通道简介及生物学特性
20世纪90年代初，Jentsch等[2]首先在电鳐电器官上成功克隆出电压依赖性氯离子通道（voltage-dependent CI channels，CIC），至此使氯通道研究取得了突破性进展。根据氯离子通道开启的方式不同可分为：①电压依赖性氯通道；②囊性纤维性跨膜转导体；③容量调节性氯通道；④钙激活的氯通道；⑤p64基因家族；⑥配体激活的氯通道。其中，容量调节性氯通道又被称为容积敏感性外向整流（volume-sensitive outwardly rectifying，VSOR）氯离子通道。
容积敏感性外向整流性氯通道（VSOR Cl-）表现出与其他类型阴离子通道不同的表型特征[3]，这些特征包括有：①VSOR Cl-通道可由细胞容积增大而激活，细胞容积的减小而抑制；②不管细胞内外Cl-浓度如何变化，ICl，vol均呈现中度的外向整流特性；③电流激活呈现非电压依赖性，正电压时时间依赖性失活，负电压则恢复活性；④多种单价离子可以携带该电流，一般认为其阴离子渗透序列为：SCN->I->Br->Cl->F->谷氨酸根，而且在细胞处于低渗状态下，可以诱导多种有机物如氨基酸和多元醇经该通道流出；⑤对阴离子通道阻断剂（如NPPB、tamoxifen、niflumic acid、DIDS和SITS等）的广泛敏感性。
2 调节机制
正常情况下，细胞都具有应对胞外微环境变化，调节自身体积的能力。调节
容积敏感性氯离子通道对心脏细胞增殖和凋亡的影响 氯离子是机体内最丰富的阴离子，氯通道广泛存在于机体的细胞膜和细胞器膜，在细胞多種生理病理活动和调节过程如细胞增殖、凋亡、细胞兴奋性调节、pH调节、容量调节和免疫应答中均发挥一定作用。本文从通道生物学特性、调节细胞容积的机制及对细胞增殖和凋亡的影响对容积敏感性外向整流氯离子通道（volume-sensitive outwardly rectifying，VSOR）进行综述。 标签：容积敏感性外向整流氯离子通道；细胞增殖；细胞凋亡；细胞容积调控 在哺乳动物体内，存在着多种影响细胞生命活动的离子（Na+，K+，Cl-），这些离子移动所产生的离子流作为细胞的背景电流参与跨上皮物质转运、细胞内ph调节、细胞的增殖、细胞的迁移、细胞凋亡以及细胞容积调节等生理病理活动。其中阴离子起着至关重要的作用，Cl-是体内最丰富的阴离子，Cl-的跨膜转运通道被称为Cl-通道，Cl-通道是广泛分布在原核和真核细胞等各种细胞上的一种阴离子通道。已被证明Cl-通道可以通过Cl--HCO3-交换及Na+-Cl-，Na+-K+-2Cl-和K+-Cl_联合转运等多种形式参与细胞容积及细胞增殖和凋亡的调节。目前研究表明，心脏中主要表达电压依赖性氯通道（ClC）、囊性纤维性跨膜转导体（CFTR）、容量调节性氯通道和钙激活的氯通道。其中由CLC3所编码的容积敏感性外向整流氯通道（VSOR）与细胞容积调控有着密切关系[1]。 1 氯通道简介及生物学特性 20世纪90年代初，Jentsch等[2]首先在电鳐电器官上成功克隆出电压依赖性氯离子通道（voltage-dependent CI channels，CIC），至此使氯通道研究取得了突破性进展。根据氯离子通道开启的方式不同可分为：①电压依赖性氯通道；②囊性纤维性跨膜转导体；③容量调节性氯通道；④钙激活的氯通道；⑤p64基因家族；⑥配体激活的氯通道。其中，容量调节性氯通道又被称为容积敏感性外向整流（volume-sensitive outwardly rectifying，VSOR）氯离子通道。 容积敏感性外向整流性氯通道（VSOR Cl-）表现出与其他类型阴离子通道不同的表型特征[3]，这些特征包括有：①VSOR Cl-通道可由细胞容积增大而激活，细胞容积的减小而抑制；②不管细胞内外Cl-浓度如何变化，ICl，vol均呈现中度的外向整流特性；③电流激活呈现非电压依赖性，正电压时时间依赖性失活，负电压则恢复活性；④多种单价离子可以携带该电流，一般认为其阴离子渗透序列为：SCN->I->Br->Cl->F->谷氨酸根，而且在细胞处于低渗状态下，可以诱导多种有机物如氨基酸和多元醇经该通道流出；⑤对阴离子通道阻断剂（如NPPB、tamoxifen、niflumic acid、DIDS和SITS等）的广泛敏感性。 2 调节机制 正常情况下，细胞都具有应对胞外微环境变化，调节自身体积的能力。调节
氯离子通道研究进展 刘雅妮;张会然;赵晨;黄东阳;杜雨薇;张海林 【摘要】氯离子是体内最重要最丰富的阴离子，它进出细胞的过程，除了与氯离子相关的一些转运体主动转运有关外，经过阴离子通道进行转运是重要方式之一。氯离子通道组织分布广泛，参与了众多的生理过程：包括细胞体积的调节、膜电位的稳定性调节、信号转导以及跨上皮运输等。该文重点综述了钙激活氯通道和容积调节氯通道的生理功能及分子基础，简单介绍了电压门控氯通道、囊性纤维跨膜电导转运体及配体门控氯通道。%Chloride is the most abundant anion in all organisms. Chloride channel,besides some active transporters,is one of the important pathways which allow chloride to go through the cell membrane. Chloride channels are probably present in every cell,from bacteria to mammals. Their physiological tasks include but not limited to cell volume regulation,stabilization of the membrane potential,signal transduction and transepithelial transporting. This review focus on the physiological functions and molecular identity of calcium activated chloride channels and volume regulated chloride channels,and also review briefly on voltage gated chloride channels, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator and ligand gated chloride channels. 【期刊名称】《神经药理学报》 【年(卷),期】2015(005)004 【总页数】10页(P33-42)
细胞膜氯离子通道 1. 引言 细胞膜氯离子通道是细胞膜上的一种重要的离子通道，它负责调节细胞内外氯离子的平衡，参与多种生理过程。本文将介绍细胞膜氯离子通道的结构、功能以及其在生物体中的重要作用。 2. 结构 细胞膜氯离子通道主要由蛋白质组成，其结构可以分为两类：受体激活的和电压门控的。 2.1 受体激活型氯离子通道 受体激活型氯离子通道是通过受体与配体的结合来打开或关闭的。这类通道包括GABA（γ-氨基丁酸）受体和甘氨酸受体等。当相应的神经递质或药物结合到这些 受体上时，会引起蛋白质构象变化，使得通道开放并允许克服能垒通过。 2.2 电压门控型氯离子通道 电压门控型氯离子通道是通过细胞内外电位的变化来调节的。这类通道包括GABAA 受体和CLC家族等。当细胞膜电位发生变化时，通道会从关闭状态转换为开放状态，使得氯离子进入或离开细胞。 3. 功能 细胞膜氯离子通道在生物体中具有多种重要功能。 3.1 稳定细胞内外电位差 细胞膜氯离子通道可以调节细胞内外的氯离子浓度，从而稳定细胞的内外电位差。这对于正常的神经传递、肌肉收缩等生理过程至关重要。 3.2 调节细胞水平 氯离子是体内调节渗透压和水平的重要成分之一。通过调节细胞膜上的氯离子通道开放程度，可以控制细胞内水分平衡，保持正常的细胞功能。 3.3 参与免疫反应 氯离子通道在免疫反应中也起到重要作用。它们参与调节免疫细胞的活性和功能，影响炎症反应、免疫细胞迁移等过程。
3.4 调节酸碱平衡 细胞膜氯离子通道还参与调节细胞内外的酸碱平衡。通过调节细胞内氯离子浓度，可以影响细胞内外的pH值，维持正常的酸碱平衡。 4. 细胞膜氯离子通道与疾病 异常的细胞膜氯离子通道功能与多种疾病相关。 4.1 先天性氯离子通道缺陷症 先天性氯离子通道缺陷症是由于细胞膜上的氯离子通道功能异常引起的一类遗传性疾病。常见的先天性氯离子通道缺陷症包括囊性纤维化、甘汞中毒等。 4.2 神经系统相关疾病 某些神经系统相关疾病也与细胞膜氯离子通道功能异常有关。例如，癫痫和帕金森等神经系统紊乱可能与GABA受体和CLC家族中的某些成员有关。 5. 未来展望 细胞膜氯离子通道作为重要的生物学调节机制，其研究在生物医学领域具有广阔的应用前景。未来的研究可以进一步探索氯离子通道与疾病之间的关系，寻找新的药物靶点，开发治疗相关疾病的新药物。 结论 细胞膜氯离子通道在维持正常生理功能和调节多种重要生理过程中起着关键作用。对于氯离子通道结构和功能的深入了解将有助于我们更好地理解生命活动的机制，并为相关疾病的治疗提供新思路。 参考文献： 1.Jentsch TJ. (2008). CLC chloride channels and transporters: from genes to protein structure, pathology and physiology. Crit Rev Biochem Mol Biol, 43(1): 3-36. 2.Dutzler R, Campbell EB, MacKinnon R. (2003). Gating the selectivity filter in ClC chloride channels. Science, 300(5616): 108-112. 3.Jentsch TJ, Stein V, Weinreich F, et al. (1999). Molecular structure and physiological function of chloride channels. Physiol Rev, 79(1): 763-803. 4.Haas M, Forbush B 3rd. (2000). The Na-K-Cl cotransporter of secretory epithelia. Annu Rev Physiol, 62: 515-534.
离子通道在药物设计中的作用离子通道是细胞膜上一类特殊的蛋白质通道，能够调节细胞内外离子的交换，是许多生命体系的重要组成部分。发现不同种类的离子通道对药物的敏感性不同，人们开始探索如何利用离子通道进行治疗性药物的研发。 （一）离子通道的种类及作用 离子通道分为阳离子和阴离子两类，常见的阳离子通道有钠离子通道、钾离子通道和钙离子通道，阴离子通道主要指氯离子通道和异丙基钾离子通道。各种离子通道在生物体内扮演了不同的作用： 1. 钠离子通道：媒介心肌的产生冲动，维持神经元、肌肉细胞的电压稳态等。 2. 钾离子通道：参与心肌细胞的复极化，调节神经元动作电位和肌肉细胞的电位稳定等。 3. 钙离子通道：参与心肌细胞的收缩、神经元的突触传递等。
4. 氯离子通道：调节神经元的静息膜电位和过程性抑制。 离子通道的打开和关闭是通过离子通道蛋白的构象和分子机制实现的。目前，对于许多离子通道的结构、功能和调控机制已经有了较为深刻的认识。 （二）离子通道在药物研发中的作用 各种离子通道在药物设计中均具有重要的作用，可以作为药物的靶点，可以被药物直接作用，或者通过药物调节其打开和关闭的机制。 1. 钠离子通道：钠离子通道在心电图中的变化被广泛应用于临床诊断，许多钠离子通道药物都被用于治疗不同的疾病，如心律失常、癫痫、神经性疼痛等。其中，治疗不稳定性心绞痛的药物利多卡因就是一种钠离子通道阻滞剂。 2. 钾离子通道：钾离子通道调节神经元、心肌和肌肉细胞的电位稳定性，阻滞剂可以引起复极化延迟和去极化的缺失，而激动
剂则可以使复极化速度加快和过程变得更加稳定。目前，许多钾离子通道激动剂已经用于治疗心律失常、糖尿病等疾病。 3. 钙离子通道：离子通道阻滞剂广泛用于治疗不同类型的高血压、心绞痛、心律失常、哮喘、自身免疫性疾病等。例如，二噁英类药物普罗帕酮、硫酸氨基比林等就是钙离子通道阻滞剂。 4. 氯离子通道：氯离子通道调节神经兴奋性、弛缓平滑肌等，有些药物可以调节其打开和关闭的机制，用于治疗疼痛、抗焦虑等疾病。常用的硫喷妥钠就是一种氯离子通道调节剂。 总体而言，离子通道的研究对新药物的开发提供了很多有益的参考。同时，离子通道药物的选择和使用也需要仔细考虑其副作用和潜在的不良影响，应该有科学的医学指导。
氯离子通道药理学特征分析 氯离子转运通常被认为是阴离子转运的代表，其转运形式及转运通道 蛋白的状态对细胞的活性来说显得尤为重要。深受研究者的注重1，细胞体积和内环境稳态的调节对氯离子转运起着决定性作用。其内环境 条件包含了诸多形式的调节，如：电生理调节、膜上离子及物质转运、胞内体积及酸碱性（pH值）调节等。从功能上看，Cl-Ionchannel(氯 离子通道)在很大水准上影响了细胞的功能，如：细胞的免疫应答、细 胞增殖与分化都有氯离子通道的参与，现阶段很多研究发现，细胞的 凋亡（Apoptosis）与氯离子通道存有很多相互依存关系。氯离子膜通 道的功能与特性直接影响细胞的活性状态，更进一步推动我们对疾病 的生理及病理发生发展的全过程的了解。很多膜上蛋白通道参与细胞 的电压门控等功能活动。研究表明,人类骨骼肌ClC家族区域对阴离子 选择性传导通道结构有较大贡献2，所有的氯通道蛋白的ClC家族成员在相对应的阴离子通道上都包含一个相对保守的模序GKxGPxxH.3Cl-的跨膜转运是非常重要的生理功能之一，在生物体内，Cl-的数量相对较多，广泛存有于原、真核生物细胞及卵母细胞上的一种阴离子通道上，近几年来，相关的通道基因表达及分布功能研究都在一定水准上取得 了重大突破性进展。其中在卵母细胞中，组氨酸残基37是野生型M2 离子通道起始激活的主要因素之一4，在细胞膜上，阴离子通道是允许阴离子顺电化学梯度被动扩散的蛋白通道，因为Cl-在生物体内数量较多，分布广泛，其通透性作用最佳。大量的生物物理学研究发现，在 很多蛋白通道中，都存有具有特征性的门控现象3，就通道本身来说，Cl-通道主要是电压门控通道，主要有细胞肿胀依赖性、信号分子偶联性、相关离子依赖性、胞内多种蛋白激酶磷酸化依赖性以及ATP的水 解反应相偶联等诸多特性。 从电生理角度看，Cl-通道平衡电位与静息电位相似，其功能与K+通 道相类似，抑制细胞的兴奋性，同时促动去极化后复极，进而维持细 胞静息膜电位。在胞膜及胞内细胞器上的Cl-通道的功能主要表现为电转运和物质转运，尤其在神经和肌肉细胞的细胞膜上，Cl-电流是参与
SIRT1激动剂对大鼠急性心肌梗死后心脏功能、心肌细胞凋 亡的影响及机制 孙彬;曹清涛;刘金伟;李雅妮 【摘要】目的观察沉默信息调节因子1(SIRT1)激动剂对大鼠急性心肌梗死(AMI) 后心肌细胞凋亡的影响,探讨可能的机制.方法将40只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、溶媒组和激动剂组,每组10只;后三组大鼠建立AMI模型后,激动剂组、溶媒组分别腹腔注射SIRT1激动剂SRT172020 mg/(kg·d)及等量的DMSO,假手术组、模型组均腹腔注射等量生理盐水,连续7d.于末次给药后次日,检测各组心脏功 能[左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室射血分 数(LVEF)和短轴缩短率(FS)];处死各组大鼠后,检查梗死区组织形态学变化,TUNEL 法检测心肌梗死组织中细胞凋亡情况,Western blotting法检测心肌梗死组织中的SIRT1、叉头转录因子1(FoxO1)、Bax、Bcl-2蛋白及FoxO1乙酰化水平.结果与假手术组比较,模型组和溶媒组大鼠LVEDD、LVESD均升高,LVEF、FS均降低,心 肌细胞凋亡指数均升高,心肌梗死组织中SIRT1、FoxO1、Bcl-2蛋白相对表达量均降低,而Bax蛋白相对表达量和FoxO1乙酰化水平均升高(P均<0.05).与模型组和溶媒组比较,激动剂组大鼠LVEDD、LVESD均降低,LVEF、FS均升高,心肌细胞凋 亡指数降低,心肌梗死组织中SIRT1、FoxO1、Bcl-2蛋白相对表达量均升高,而 Bax蛋白相对表达量、FoxO1乙酰化水平均降低(P均<0.05).结论SIRT1激动剂可改善AMI大鼠心脏功能,减少心肌细胞凋亡;其机制可能与促进SIRT1表达,下调FoxO1乙酰化水平有关. 【期刊名称】《山东医药》 【年(卷),期】2018(058)022
心脏ClC-3容积感受性氯离子通道研究进展 作者：薄冰 来源：《科技资讯》 2014年第15期 薄冰 (河南大学体育学院运动人体科学教研室河南开封 475000) 摘要:本文对于ClC-3容积感受性氯离子通道在心血管疾病中的作用进行综述,该通道在心肌细胞容积稳定、心肌缺血再灌注、心肌肥厚及心力衰竭等状态下的电生理活动中发挥重要作用,并为多种心律失常的机制探讨及治疗提供理论依据。 关键词:ClC-3氯离子通道心脏细胞容积电生理 中图分类号:R541 文献标积码:A 文章编号:1672- 3791(2014)05(c)-0223-02 ClC-3是ClC电压门控氯离子(Cl-)通道基因家族成员之一[1],1994年,Kawasaki等[2]首 次应用聚合酶链反应技术在大鼠肾脏中克隆出ClC-3 cDNA,该基因可表达生成一种生物学及药 理学特性与心肌容积感受性氯离子通道(volume-regulated Cl- channels,VRCCs)一致的外向整流Cl-通道,随后的相关实验也证实ClC-3基因是构成心肌细胞容积感受性氯离子电流(ICl,vol)的主要分子结构基础[3～5]。应用ClC-3基因敲除小鼠(Clcn3-/-)的研究发现,Clcn3-/-小鼠心脏中VRCCs的特性发生明显变化,除ClC-3外的一些膜蛋白也发生了明显的变化。Xiong等[6] 对心脏ClC-3基因敲除小鼠研究发现,组成内源性VRCCs的ClC-3基因表达出现时间依赖性失活现象,并累及心脏功能。因此,本文将就ClC-3型Cl-通道在心脏功能活动中作用的近期研究进 行综述,为进一步探讨该通道在心肌缺血/再灌注、心肌肥大及心力衰竭等病理状态下的作用提 供理论依据。 1 ClC-3氯离子通道与细胞容积稳定 细胞容积的急性增加可引起容积下降调节(regulatory volume decrease, RVD)机制的产生并引导细胞回归至正常体积,以防止细胞结构及功能的完整性遭受破坏。由ClC-3构成的内源性VRCCs在多种病理生理状态下细胞容积的调节中发挥重要作用[7～8]。研究发现,在心室肌细胞上,细胞肿胀可诱发一种不依赖时间和电压的电流,此电流对SITS、DIDS、NPPB敏感,但不被9-AC和NPPB阻断,其激活不依赖细胞内钙,对PKA的阻断剂也不敏感。1992年,Sorota[9]对犬心 房细胞上的一种对渗透压敏感的电流进行测量,发现胞外渗透压由293 mosm/kg降至221 mosm/kg时可产生这种电流,在心房肌细胞体积增加12%时,或当细胞的低渗而致肿胀时,可诱发 一种具有外向整流特性的电流,该通道的主要作用就是通过引发RVD而维持细胞容积的动态稳定。ICl,vol广泛表达于不同动物心脏中的几乎所有部位,在心房肌细胞中通道的密度较心室肌细胞 中的高,并且在人的心房和心室肌细胞中也有表达。生理条件下,ICl,vol可能承担力传导与容 积调节的中介作用,从而在牵拉和容积刺激下对心肌功能活动的调节中发挥重要作用。 2 ClC-3氯离子通道与缺血预适应诱导的心肌保护 缺血预适应(ischemic preconditioning, IPC)能够显著减少持续心肌缺血引发的心肌梗塞,这一保护过程包括早期阶段(持续1～2小时)和后期阶段(持续24～72小时)。Diaz等[10]研究 发现,阻断兔心肌细胞ICl,vol电流可导致短暂缺血及低渗压力引发的IPC保护效应缺失。
阻断CLC-3氯通道对结直肠癌细胞株生存率和侵袭转移能力 的影响及其分子机制 王艳萍;姬林松;樊宏伟;向晓辉;徐威 【摘要】目的：通过研究CLC-3在结直肠组织中的表达，探讨CLC-3对结直肠 癌细胞株SW480、SW620的细胞生存率、侵袭转移能力的影响及其潜在的机制。方法：采用RT-PCR方法测定不同分期结直肠癌组织和正常结直肠组织中CLC-3 的mRNA表达水平。运用CLC-3阻断剂DIDS、NPPB阻断SW480、SW620细胞的CLC-3表达后，采用CCK-8法实验检测细胞生存率，细胞侵袭实验检测细胞侵袭转移情况；并采用免疫印迹法测定阻断CLC-3表达后SW480、SW620细胞Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白表达。结果：结直肠癌组织中CLC-3 mRNA表达水平高于结直肠炎黏膜组织和正常结直肠组织（P<0.05），且CLC-3 mRNA 表达和结直肠分期相关。抑制CLC-3表达后，SW480、SW620细胞的生存率和 侵袭转移能力降低（P<0.05），且β-catenin、C-myc、cyclin D1、Ki-67、survivin表达降低（P<0.05）。结论：CLC-3高表达与结直肠的发生发展有潜在 联系，其机制可能与Wnt/β-catenin有关，为CLC-3作为治疗结直肠癌的潜在新靶点提供实验基础。%Objective:To examine the expression of CLC-3 in colorectal tissues and the effect of CLC-3 on the viability and invasion of colorectal cancer (CRC) SW480 and SW620 cells. Methods:The mRNA levels of CLC-3 in CRC cell lines were determined by RT-PCR. CLC-3 expression was inhibited by adding DIDS or NPPB to the CRC cells. Subsequently, cell viability and invasion were assessed by CCK-8 assay and Transwell assay, respectively. In addition, the effects of DIDS and NPPB on the Wnt orβ-catenin signaling pathways were de-termined by Western blot analysis.
心肌细胞凋亡的研究进展及意义 摘要： 本文研究了心肌细胞凋亡的研究进展及其意义。从采用分子技术到小鼠模型，心肌细胞凋亡及其相关病理机制已被建模。随着对病理生理机制的深入了解，对抗凋亡的新策略、新技术正在开发出来。本文将同时综述凋亡的定义与评估、凋亡的分子机制、凋亡的实验模型，以及抗凋亡治疗目前的研究进展和未来方向。 关键词：心肌细胞凋亡，病理生理机制，定义与评估，分子机制，实验模型，抗凋亡治疗 正文： 1. 引言 心肌细胞凋亡在心脏疾病中发挥着重要作用，因此研究心肌细胞凋亡的病理生理机制和抗凋亡治疗的发展受到了广泛的关注。本文将研究心肌细胞凋亡的研究进展及其意义，从定义与评估、分子机制、实验模型以及抗凋亡治疗的新策略和新技术，分别进行综述。 2. 心肌细胞凋亡的定义与评估 凋亡是一种特殊的细胞死亡，它在发育和衰老、病理和治疗过程中扮演着重要的角色。凋亡过程包括独立性但相关的几个步骤，包括细胞损伤、胞质回收和细胞凋亡。用于识别凋亡心肌细胞的最便捷的方法是观察细胞内TUNEL阳性颗粒（弹力颗粒）的形成，它可以直观反映细胞凋亡的发生。
3.心肌细胞凋亡的分子机制 心肌细胞凋亡的分子机制可以分为内源性和外源性两种。内源性凋亡途径包括激活内源性凋亡信号转导途径和抑制凋亡保护机制的发挥等。凋亡信号转导途径主要是调节AP-1、Apaf-1、caspase-3和p38等信号分子，其作用机制可以分为自噬、免 疫反应、氧化应激、激素分子和DNA损伤等。而外源性凋亡 途径也常见于心肌细胞凋亡，如炎症性因子TNF-α及其他受 体激活的因子在心肌细胞凋亡中发挥重要作用。 4.心肌细胞凋亡的实验模型 心肌细胞凋亡的实验模型包括采用分子技术构建模型，如使用siRNA敲除真核表达载体，抑制相应基因表达来模拟凋亡反应；也可以使用小鼠模型来模拟实际心脏病变，比如通过放射性核素照射或应用药物，以及可能伴随心脏病变的其他因素都可以构建凋亡实验模型。 5.抗凋亡治疗的研究进展及未来方向 目前，已经开发出几种新的抗凋亡治疗方法，包括抑制受体胞质回收的小分子抑制剂，如caspase靶向小分子抑制剂Fasudil；促进凋亡保护机制的激素；以及通过基因调节途径调节凋亡的新技术等。未来可以进一步探索药物筛选以及双抗凋亡治疗，并提高抗凋亡治疗方法的局部应用。 6. 结论 心肌细胞凋亡是心脏病变中重要的病理特征之一，在人类心脏病治疗中，应用抗凋亡治疗方法可以有效减少心肌细胞凋亡，从而改善心脏病患者的临床状况。目前，临床上已经开发出多
细胞增殖与凋亡机制 细胞是构成生物体的基本单位，其增殖与凋亡机制对于个体发育、组织修复和免疫应答等生命过程具有重要影响。细胞增殖是指细胞数量的增加，而细胞凋亡则是细胞主动死亡的过程。在正常情况下，细胞增殖和凋亡达到平衡状态，维持着组织和器官的稳定功能。本文将探讨细胞增殖与凋亡的机制以及它们在生命过程中的重要作用。 一、细胞增殖的机制 细胞增殖的主要机制是细胞周期的调控。细胞周期是指从细胞分裂开始到下一次细胞分裂结束的一系列连续事件的过程。细胞周期可分为四个连续的阶段：G1期（第一阶段），S期（DNA合成阶段），G2期（第二阶段）和M期（有丝分裂阶段）。 在细胞周期中，细胞受到多种信号的调控，包括外部环境因子和细胞内部的调节因子。外部环境因子如生长因子、细胞-细胞相互作用以及体内激素等能够诱导细胞进入G1期。在G1期，细胞发生生长、代谢和准备DNA复制的过程。在细胞周期进入S期时，DNA合成酶开始复制细胞核中的DNA，使每条染色体复制成两条姐妹染色体。随后进入G2期，细胞继续增大和准备分裂所需的物质。最后，细胞进入M 期，进行有丝分裂。在M期，染色体逐渐分离并移动到两端，细胞质分裂，形成两个新的细胞。 除了细胞周期的调控外，细胞增殖还受到调控因子的影响。这些调控因子包括细胞周期蛋白激酶、细胞周期抑制蛋白和DNA损伤检测系统等。细胞周期蛋白激酶的活性变化会导致细胞周期的不同阶段的进
行。细胞周期抑制蛋白能够与细胞周期蛋白激酶结合，从而调节细胞周期的进程。DNA损伤检测系统则能够监测DNA损伤，并通过触发DNA修复或凋亡途径来维持细胞的稳态。 二、细胞凋亡的机制 细胞凋亡是一种主动的细胞死亡过程，是维持机体内细胞平衡和清除异常细胞的重要方式。凋亡通过控制细胞内的一系列信号传导和调节因子的作用产生，主要包括外在激活途径和内在调控。 在外在激活途径中，细胞受到外界刺激如细胞因子、辐射和化学物质等而发生凋亡。这些外界刺激能够通过激活Caspase家族蛋白酶来引起细胞死亡。Caspase家族蛋白酶被称为“凋亡酶”，能够切割和激活其他凋亡相关蛋白，引发凋亡信号级联反应。此外，细胞表面的死亡受体也参与了细胞凋亡的调控。死亡受体能够与配体结合，激活Caspase 蛋白酶酶系，诱导细胞凋亡。 在内在调控方面，线粒体起到了关键作用。线粒体通过释放线粒体内膜上的细胞色素c和凋亡诱因因子，触发Caspase活化，并介导细胞凋亡的进行。线粒体膜电位的改变和膜上蛋白的重分布是线粒体参与细胞凋亡的基本机制。 三、细胞增殖与凋亡在生命过程中的作用 细胞增殖和凋亡在生命过程中起着至关重要的作用，影响着个体发育、组织修复和免疫应答等生理过程。
溶酶体离子通道 溶酶体离子通道是溶酶体膜上的蛋白质通道，负责调控溶酶体内外的离子平衡。溶酶体是细胞内的一种膜包囊结构，含有多种水解酶和蛋白酶，是细胞内的消化器官。溶酶体离子通道的开闭状态影响了细胞内外的离子浓度，从而调节细胞内外的渗透压、酸碱平衡和细胞内钙离子浓度等重要生理过程。 溶酶体离子通道的调节主要通过蛋白激酶和磷酸酶的活化和抑制来实现。其中，蛋白激酶可以通过磷酸化作用使离子通道开放，而磷酸酶则可以通过去磷酸化作用使离子通道关闭。这种调节机制可以使细胞对外界环境的变化做出快速响应，保持细胞内外离子浓度的稳定。 溶酶体离子通道主要调节的离子有钾离子（K+）、钠离子（Na+）、氯离子（Cl-）和钙离子（Ca2+）等。其中，钾离子通道和钠离子通道是细胞膜上最常见的离子通道之一，它们在细胞内外的离子平衡和细胞兴奋性调节中起着重要作用。 钾离子通道主要通过调节细胞膜上的钾离子的通透性来控制细胞内外的钾离子浓度差。钾离子通道的打开可以增加细胞内的负电位，从而抑制细胞的兴奋性；而钾离子通道的关闭则可以使细胞内的负电位恢复正常，使细胞恢复兴奋性。 钠离子通道主要通过调节细胞膜上的钠离子的通透性来控制细胞内
外的钠离子浓度差。钠离子通道的打开可以增加细胞内的正电位，从而促进细胞的兴奋性；而钠离子通道的关闭则可以使细胞内的正电位恢复正常，使细胞恢复静息状态。 氯离子通道主要调节细胞内外的氯离子浓度差。氯离子通道的打开可以增加细胞内的负电位，从而抑制细胞的兴奋性；而氯离子通道的关闭则可以使细胞内的负电位恢复正常，使细胞恢复兴奋性。 钙离子通道主要调节细胞内外的钙离子浓度差。钙离子通道的打开可以使细胞内的钙离子浓度升高，从而参与细胞的信号传导、细胞凋亡和细胞分化等生理过程；而钙离子通道的关闭则可以使细胞内的钙离子浓度恢复正常，使细胞恢复正常功能。 溶酶体离子通道的功能异常会导致一系列疾病的发生。例如，钾离子通道功能异常可能导致肌肉的无力和瘫痪；钠离子通道功能异常可能导致神经细胞的异常兴奋和抑制，引发癫痫等疾病；氯离子通道功能异常可能导致水肿和肾脏疾病；钙离子通道功能异常可能导致心脏节律紊乱和神经退行性疾病等。 溶酶体离子通道在细胞内外的离子平衡调节和细胞功能调控中起着重要作用。通过调节离子通道的开闭状态，细胞可以快速响应外部环境的变化，保持细胞内外的离子浓度稳定，维持正常的生理功能。对于溶酶体离子通道的研究不仅有助于理解细胞生理过程的机制，还为相关疾病的治疗提供了新的思路和方法。
原发性肝癌与离子通道变化的相关性 研究论文 原发性肝癌与离子通道变化的相关性研究论文 近年来随着多学科的迅猛发展，离子通道与原发性肝癌的关系已成为研究热点，本文总结分析离子通道的生理功能，探讨离子通道病与肿瘤，尤其是与原发性肝癌的关系，中药及中药单体治疗肿瘤作用及其对离子通道的调节作用。 Abstract:Recently as the rapid development of multidisciplinary，the relationship between ion channel and primary hepatic carcinoma has become the hot spot，we analyse physiologic function of the ion channel and discuss the relationship between ion channel，tumor，and especially primary hepatic carcinoma，the traditional Chinese medicine and its monomer healing the tumor and adjusting the ion channel. Key words:ion channel；primary hepatic carcinoma；TCM；regulation function 离子通道与原发性肝癌的关系的研究多年来一直受到人们的高度重视，近年来分子生物学、生物物理学、遗传学、药理学等多学科的迅猛发展，使得离子通道与原发性肝癌的关系的研究得到了进一步发展。本文主要从离子通道的生理功能研究进展，离子通道病与肿瘤尤其是原发性肝癌的关系，中药及中药单体对离子通道的调节作用等方面进行分析。 1 离子通道的主要生理功能 钙通道可提高细胞内钙浓度，触发肌内收缩、细胞兴奋、腺体分泌；钠通道和钙通道主要调控兴奋细胞去极化，钾离子主要调控复极化和维持静息电位，决定细胞的兴奋性、不应期和传导性；钾、钙和氯离子通道调控血管平滑肌的舒缩活动；钾、钠、钙、氯离子通道参与神经突触传递，钠、氯离子通道在维持细胞体积等方面起着重要作用［1］。 李俊敏［2］等总结离子通道的生理功能发现，矿质离子在生物体内具有复杂而重要的生理功能，如组成生物体结构物质、维持电荷平衡、调节生物大分子活性等。除此之外，离子通道作为离子进入细胞的重要途径，在生命活动中扮演着重要的角色。（1）物质吸收，细胞代谢必需的矿质元素大部分都需要通过离子通道进入细胞。（2）调节渗透压，当细胞内代谢反应变化导致细胞内外出现渗透压差别时，某些离子通道的开放或关闭可以通过调整细胞内外离子浓度的平衡、调整水分
离子通道和泵 离子通道和泵是细胞膜上的特殊蛋白质分子，可以调控和运输离子 进出细胞，维持细胞内外环境的稳定。它们在生命活动的调控和维持 中起着至关重要的作用。本文将介绍离子通道和泵的特点、分类以及 其在生物过程中的重要性。 一、离子通道的特点和分类 离子通道是细胞膜上的蛋白质通道，具有选择性通透性，可以让特 定离子通过并在细胞内外之间形成浓度差。离子通道的特点包括： 1. 选择性通透性：离子通道根据离子的大小和电荷特性来选择通透性，从而实现特定离子的转运。 2. 电压依赖性：部分离子通道对电压敏感，在细胞膜上形成膜电位，参与细胞的兴奋传导。 3. 标记特异性：离子通道上可能存在特异性的结合位点，通过配体 和调节蛋白与通道结合，从而调控其开闭状态。 离子通道按照离子的种类和调控方式可以进行分类，常见的离子通 道包括： 1. 钙离子通道：参与细胞的信号转导、钙离子浓度的调节，如电压 门控的电压依赖性钙离子通道和配体门控的门控钙离子通道。 2. 钠离子通道：参与细胞兴奋传导和调节细胞内外钠离子浓度平衡，常见的有电压门控的钠离子通道和配体门控的钠离子通道。
3. 钾离子通道：参与细胞兴奋传导和调节细胞内外钾离子浓度平衡，包括电压门控的钾离子通道和钙依赖性钾离子通道等。 4. 氯离子通道：调节细胞内外氯离子浓度差异，参与细胞的电位调 节和水平衡。 二、离子泵的特点和分类 离子泵是细胞膜上的蛋白质酶，能够耗费ATP能量将离子跨越细 胞膜，与离子通道形成对比。离子泵的特点包括： 1. 专一性：离子泵能够选择特定离子并将其跨越细胞膜，具有高度 的选择性。 2. 能耗性：离子泵通过耗费ATP能量来驱动离子跨膜运输，维持 细胞内外离子浓度差异。 3. 电化学梯度：泵逆反向运作，即将离子从低浓度的区域转运到高 浓度的区域，从而建立了细胞内外的电化学梯度。 离子泵按照转运离子种类和驱动方式可以进行分类，常见的离子泵 包括： 1. 钠钾泵：将细胞内的三个钠离子转运出细胞，同时将两个钾离子 转运进细胞，维持细胞膜的极化状态。 2. 钙泵：将细胞内钙离子的浓度维持在低水平，保持细胞内外钙离 子浓度差异，参与细胞的信号转导和调节。
ANP与BNP对心肌细胞增殖及分化的影响 心脏是身体最关键的器官之一，它的健康状态对人体运转起着至关重要的作用。心肌细胞是心脏的主要构成部分，它们的增殖和分化是维持心脏功能正常的重要生理过程。ANP和BNP是心脏内分泌因子，它们对心肌细胞的增殖和分化有着重要 的影响。本文将结合研究文献，探讨ANP和BNP对心肌细胞增殖及分化的影响， 并对其对心脏疾病的预防和治疗作用进行探讨。 一、ANP的作用 ANP（atrial natriuretic peptide）是一种由心房细胞分泌的多肽激素，它是心脏 内分泌系统中的一个重要组成部分。ANP主要通过改变钠、钾、水和氮代谢等多 个方面的生理过程来发挥作用，它对心血管系统和肾脏具有广泛的生理作用。 ANP对心肌细胞的增殖和分化也有重要的影响。 1. ANP抑制心肌细胞增殖 研究发现，ANP可以明显抑制心肌细胞的增殖。ANP可以通过抑制心肌细胞 周期蛋白D1（cyclin D1）的表达，从而阻止心肌细胞进入S期，减少心肌细胞的 增殖。此外，ANP还可以增强心肌细胞凋亡的作用，促进心肌细胞的死亡，加速 心肌细胞的凋亡进程，从而达到抑制心肌细胞增殖的效果。 2. ANP促进心肌细胞分化 ANP在促进心肌细胞分化方面也发挥了重要作用。研究表明，ANP可以通过 诱导肌球蛋白（myosin）和肌纤维蛋白（actin）等心肌细胞特有的分化标志物的表达，促进心肌细胞分化。此外，ANP可以刺激心肌细胞向心内膜方向分化，增加 心肌细胞在心室内膜下的分布，从而增强心肌收缩功能。 二、BNP的作用
BNP（brain natriuretic peptide）是一种由心室细胞分泌的胞外多肽激素，它的 结构和功能与ANP类似，也是心脏内分泌系统的一个重要组成部分。BNP不仅与 心脏疾病密切相关，还在其他疾病领域，如肾脏疾病、心肺功能不全等方面发挥重要的作用。BNP对心肌细胞的增殖和分化也有着重要的影响。 1. BNP促进心肌细胞增殖 研究表明，BNP可以促进心肌细胞的增殖。BNP通过提高PCNA （Proliferating Cell Nuclear Antigen）和cyclin D1等增殖标志物的表达，促进心肌 细胞进入S期，从而增加心肌细胞的增殖率。此外，BNP还可以通过抑制心肌细 胞凋亡的作用，保护心肌细胞不受损伤，从而促进心肌细胞的增殖。 2. BNP促进心肌细胞分化 与ANP类似，BNP在促进心肌细胞分化方面也发挥了重要作用。研究表明，BNP可以通过诱导心肌细胞特有的分化标志物的表达，促进心肌细胞的分化。此外，BNP还可以调节心肌细胞内的多种信号通路，从而影响心肌细胞的分化发育 和心脏组织的功能成熟。 三、ANP和BNP在心脏疾病中的作用 ANP和BNP在心脏疾病中的作用已经得到了广泛研究。许多研究发现，心衰 患者的BNP和ANP水平明显升高，并且随着病情的加重，它们的含量也会进一步 增加。这表明，ANP和BNP在心脏病的预防和治疗中具有潜在的作用，其机制主 要包括以下几个方面： 1. ANP和BNP对心肌细胞生长和增殖的调节作用有助于维持心脏组织的稳态，预防和治疗心脏疾病。 2. ANP和BNP可以降低心脏前后负荷，降低心脏负担，从而改善心脏功能。 3. ANP和BNP可以调节心血管系统中多种生理过程，如水、钠、钾、钙等离 子的代谢等，从而减轻心脏负荷，保护心脏免受损害。
容积敏感性氯离子通道在肿瘤细胞凋亡和耐药形成过程中的作 用 何伟;王军;李辉 【摘要】@@ 肺癌是当今世界上严重威胁人类健康与生命的恶性肿瘤,其发病率和死亡率为男性恶性肿瘤的第一位,女性为第二位.随着我国人口自然增长和人口老龄 化进程加剧,肺癌的发病与死亡在相当一段时间内居我国恶性肿瘤的首位. 【期刊名称】《中国肺癌杂志》 【年(卷),期】2009(012)011 【总页数】3页(P1210-1212) 【作者】何伟;王军;李辉 【作者单位】100020,北京,北京朝阳医院胸外科;100069,北京,首都医科大学生理 教研室;100020,北京,北京朝阳医院胸外科 【正文语种】中文 【中图分类】R734.2 肺癌是当今世界上严重威胁人类健康与生命的恶性肿瘤，其发病率和死亡率为男性恶性肿瘤的第一位，女性为第二位。随着我国人口自然增长和人口老龄化进程加剧，肺癌的发病与死亡在相当一段时间内居我国恶性肿瘤的首位。由于诸多因素，肺癌患者到临床就诊时已多属晚期，失去了手术治疗的最佳时间。我国肺癌总的5年 生存率仅为10%左右。因此多数肺癌需进行以化疗为主的综合治疗，而在化疗过
程中多数患者会出现耐药现象。最新研究[1,2]发现容积敏感性氯离子通道和肿瘤细胞耐药的发生和发展密切相关，通过抑制容积敏感性氯离子通道的活性，能够明显降低肿瘤细胞对化疗药的敏感性，在诱导产生耐药的人表皮癌细胞系KCP-4细胞中，几乎没有容积敏感性氯离子通道的活动，而在恢复容积敏感性氯离子通道的活性之后，人表皮癌细胞系KCP-4细胞再次表现出对化疗药的敏感性。因此，容积敏感性氯离子通道和肿瘤细胞耐药密切相关。 1 容积敏感性氯离子通道的生物功能 容积敏感性氯离子通道普遍存在于哺乳动物细胞，对维持细胞容积的动态平衡，调节细胞的电活动，以及对细胞内pH值、细胞增殖与分化、细胞的凋亡等多种生物学功能发挥重要的作用。 1.1 细胞容积调节维持恒定的细胞体积对于细胞的正常功能十分重要。细胞在低渗环境中通过快速改变其细胞内外的渗透压引起水的被动流入，然后通过激活一系列通道或转运体使胞内的渗透物，如K+、Cl-和有机渗透物等从细胞中“流失”并带动水的外流，最终使细胞恢复其原来的体积大小。这种细胞肿胀后发生的容积减小即我们通常所说的调节性容积回缩（regulatory volume decrease,RVD）。容积敏感性氯离子通道是细胞容积及渗透压调节的主要参与者，当细胞处于低渗环境中肿胀的细胞激活容积敏感性氯离子通道开放，从而使胞内大量离子及水分外流，细胞调节性容积回缩[3]，恢复到肿胀前某个调定点的水平，但和最初静息细胞容积并不一定完全一致。细胞肿胀激活容积敏感性氯离子通道，同时也可激活其它氯通道参与细胞容积的调节。 1.2 参与细胞的增殖与分化在许多细胞如大鼠小胶质细胞、淋巴细胞、纤维母细胞、黑色素瘤细胞、肺癌细胞等，均证明了阻断容积敏感性氯离子通道可抑制细胞的增殖。抑制容积敏感性氯离子通道可使增生的细胞停滞于G0/G1期，说明容积敏感性氯离子通道在G0/G1期细胞增生中发挥重要作用[4]。容积敏感性氯离子通
全新的抗癌靶标！关闭增殖、启动凋亡与自噬，让癌细胞“自 取灭亡”！ 我们都知道，癌细胞是一类分裂增殖能力异常强大，几乎可以无限增殖传代而不启动“程序性死亡”（凋亡）过程的异常细胞。从基因的角度来说，各类基因突变是导致细胞癌变的根本原因。 细胞离子通道的结构和功能正常是维持生命过程的基础，对于保持正常的新陈代谢和生理功能起着十分重要的作用。近年来，许多针对细胞离子通道的研究发现，因突变而导致的离子通道高表达等功能异常，与癌症的发生有着密切的联系。 从抗癌的角度来说，只要能够深入地了解某种发病机制，就有可能针对这一机制研发出癌症预防或治疗的新靶标与新干预手段。 什么是离子通道？ 离子通道是一种位于细胞膜上、贯穿细胞膜的亲水性蛋白质微孔
道，其功能就像是连通细胞内外的一个个小“办事窗口”。通过这些“窗口”，细胞可以调节胞内外渗透压、维持细胞膜电位等。对于部分功能特殊的细胞、比如神经细胞来说，通过离子通道控制离子进出改变膜电位，还可以传递神经信号。 离子通道对于离子的出入有较高的选择性，通常以通透性最高的离子命名，如氢离子通道、钾离子通道、钙离子通道、氯离子通道等。这些离子通道几乎遍布每一个细胞，在细胞的正常生理过程、以及人体正常生命活动之中，发挥着无可取代的重要作用。 越来越多的研究已经发现，在包括肝细胞癌在内的各类癌症中，癌细胞普遍存在着离子通道的异常。 氢离子相关通道：调控细胞酸碱环境 各类细胞都有自己的最适pH范围，也就是细胞内环境的酸碱度。不论是正常细胞还是癌细胞，都必须在某个特定的酸碱度范围之内才能正常生长。 通常情况下，一个健康的体细胞，胞内环境应当是偏向碱性的；而对于细胞来说，偏酸的细胞外环境有利于其向其它部位侵袭。氢离子，也就是质子，是调节细胞内外环境pH值的主要“工具”。 癌细胞生长迅速，在代谢的过程中产生大量的酸性代谢产物并消耗氧气。因此，若其细胞膜对离子的转运能力依然与正常细胞相同，那么其内环境的pH值将低于正常细胞（也就是更酸），且通常是低氧的。 这样偏酸、低氧的内环境会导致正常细胞凋亡，为了避免这种死亡，癌细胞会加强氢离子通道的功能，更多地将细胞内的氢离子泵出细胞外，使细胞内环境保持偏碱性。而当氢离子在细胞外积累、将细胞外环境变为偏酸性时，癌细胞的侵袭能力又会随之增强。 因此，目前临床上已经提出了通过抑制氢离子相关通道的作用来杀灭癌细胞、抑制癌细胞转移的治疗思路。不过这类研究比较少，尚且需要更多的试验，才能真正投入临床。 钙离子通道：调控细胞的增殖、分化与凋亡 钙离子又被称为“第二信使”，参与人体许多信号转导，在细胞