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1、Jul.200622(4)455～462神经解剖学杂志(ChineseJournalofNeuroanatomy)①细胞内钙成像和钙测定的基本原理及应用史娟李继硕(第四军医大学基础医学部解剖学教研室,梁銶琚脑研究中心,西安710032)钙位于元素周期表中第2列,属于碱土金属。钙离子是有关。除了VDCC,细胞上还存在受体激活的钙通道(recep22+一种重要的二价阳离子,它和许多其它阳离子的物理学性质toractivatedCachannel,RACC),即通道的开放依赖于配体非常相似,但具有独特的生
2、物学功能。表现在,钙离子不仅的参与。可分为配体门控型钙离子通道和代谢型钙离子通是电流的载体,作为二价阳离子维持胞内外电化学梯度,而道。配体门控型钙通道,离子通道本身就是受体,或是受体且还是一种重要的细胞内第二信使,参与肌细胞收缩、腺细复合物的一部分,如NMDAR、部分AMPAR、P2XR、52HT3R[3]胞分泌、神经递质释放、受精、细胞分化和程序死亡等过程。等。这些离子通道为非选择性的阳离子通道,主要对++事实上,真核生物几乎所有的细胞分子事件都有钙离子的参Na,K通透,但也具有一定的钙离子通透性
3、。代谢型离子与。通道和G蛋白偶联受体(Gproteincoupledreceptor,GPCR)细胞内、外自由钙离子的分布很悬殊。组织液中一般为通过Gq/112PLC信号转导通路相连。启动GPCR,可以导致几mmol/L,而胞浆中的自由钙只有100nmol/L左右。细胞下游钙离子通道的开放。目前已有报道的有mAChR,[3]内的钙离子分布也很不平衡,可以被各种细胞器贮存。从总P2YR,NAa1R,SPR偶联的离子通道等。长期以来该通量上讲,胞内50%的钙位于细胞核内,30%位于线粒体内,道的分子实体
4、不详,并且在不同的细胞类型中具有不同的名2+14%位于内质网内,5%左右位于胞膜上,只有剩余的1%左称,如CAN(Caactivatednon2selectivecationchannel),CRIC[1]2+2+右位于细胞质内。其中,大部分还被胞浆内的各种缓冲(CareleaseinducedCaentry),ROCC(receptoroperated2+2+[3]剂,如各种钙结合蛋白所螯合,真正的游离钙大概只占0.Cachannel)和SOCC(storeoperatedCachannel)。瞬
5、时01%左右。细胞内钙离子很重要,但也很危险。持续的钙升感受器电位(TRP,transientreceptorpotential)通道家族的克高会和胞内重要的能量物质磷酸根结合形成沉淀而导致细隆为这一领域打开了新的局面,成为这些通道的可能分子实[1][4]胞死亡。体。目前,各种在体代谢型钙通道和TRP分子的对照性细胞对钙离子有一套完备的监控系统以维持钙的内稳研究是钙离子通道领域的热点之一。态平衡。细胞膜系统上有许多跟钙离子调控密切相关的蛋除了胞膜上的这些钙通道外,能够引起胞内钙升高的还[5]白质。这
6、些蛋白质位于细胞膜或细胞器膜上,可以允许细胞有內质网或肌浆网上的IP3R和雷诺定受体(RyR)。它们外钙离子顺着浓度梯度进入细胞内,即钙内流,也可以帮助的特点是可以被IP3或钙离子直接激活,而释放内钙。虽然细胞器中的储存钙释放至细胞浆,即内钙释放;膜系统上与内质网中的钙浓度并不很高,但由于它体积庞大,延续于整降钙相关的蛋白质拮抗着此升钙蛋白质的作用,二者共同维个胞浆内,所以钙释放造成的钙升高要比钙流入对某些细胞持钙的分布平衡。功能,如肌细胞收缩的贡献更大。细胞膜上有很多和钙流入有关的通道和受体。最引
7、人细胞除了具有上述各种升高钙的途径,其本身也有很多2+注目就是电压门控性钙离子通道(voltagedependentCa降钙的手段。钙离子离开胞浆而恢复静息水平主要依靠膜[5]channel,VDCC)。VDCC存在于许多具有兴奋性的细胞膜表系统上的钙主动转运系统,即钙泵。脂膜上的钙泵(plas22+面,如神经元、心肌、骨骼肌和平滑肌细胞上。它有很多亚malmembraneCa2ATPase,PMCA)消耗一个ATP可以逆着型。根据通道的生物物理特性和药理学特性,可以分为L,浓度梯度泵出122个钙离
8、子。内质网线粒体钙泵,与PMCA[2]T,N,P/Q,R型。L型主要分布于骨骼肌细胞和心肌细相似,也可以逆着浓度梯度将胞浆钙收藏回细胞器。此外,+2+胞,与兴奋收缩偶联密切相关;T型在心肌和神经元中分布;质膜上还有Na/Ca交换体,以不耗能的方式转运进3个+2+N型、P/Q型和R型则主要在神经组织中分布,与递质释放Na而转运出1个Ca。①国家自然科学基金(No.30400154)资助项目©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicP
