容积敏感性外向整流氯离子通道对容积调节和细胞凋亡影响研究的现状.pdf
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1、 5 4 8阳小雅, 等 容积敏感性外向整流氯离子通道对容积调节和细暄旦 立里 堕 旦鱼的 现 状 足 综述 讲庄卫 容积敏感性外向整流氯离子通道对容积 调节和细胞凋亡影响研究的现状 阳小稚 , 王立伟“ , 陈丽新2 1 . 广州医学院护理学院生理教研室, 广东 广州5 1 0 1 8 0 2 . 暨南大学医学院生理教研室, 广东 广州 5 1 0 6 3 2一 E ff e c t so f v o l u m e 一 s e n s i t i v eo u t w a r d l yr e c t if y i n gc h I o r id ec h a n n e I sinv o
2、 I u m e r e g u l a t i o na n da P o P t o s i s 、 恤N GX i a o- 洲1 , W A N GL 一 w e 2 , C H E NL i 一 x i n Z 1 . D e P a r t m e n t o fP h 夕 5 1 0 1 0 9 少, G u a n g z h o u M七 d i c a l COl l e g es c h o o l o fNu rs i n g, G u a n g z h o us l 0 1 8 0 , P . R .Chi n a 2 . D e P a r t m e n t o
3、 fP h , 5 0 1 0 9 夕 , M云 d i c a l COl l e g e , J i n a n Un ver s 艺 t 夕 , Gua n g z h o u5 1 0 6 3 2 , P . R . Chi n a 摘要1 目的: 对容积敏感性外向整流( vofum e- s e n s i t i v e o u t w a r d l y r e c t i f y i n g , v s O R ) 氛通道在 细胞容积调节和细胞凋亡中的作用, 以及细胞容 积调节与凋亡性细胞皱缩( a p o p t o t i c v o l u m e d e - cr ea
4、se, A V D ) 之间的关系进行分析。方法: 以“ 氛 通道、 调节性容积回缩( r e g u l a t o r yv o l u m ed e - c r e a s e , R V D ) 、 调节性容积增大( r e g u l a t o r yv o l - u m e i n c r e a s e , R V I ) 和A V D ” 为关健词, 计算机检 索P u b me d ( 2 0 0 2 2 0 0 7 年) 和C N K I ( 2 0 0 2 2 0 0 7 年) , 筛选出符合 V S O R氛通道在 R V D、 R V I 和 A V D中所起作用
5、的文献, 而其他类型氛通道在其 中所起作用的文献则予以淘汰。共检索符合文献 54 篇。结果: CI一是 R V D的关键性 离子; VS O R CI一 通道参与了R V I 的发生; V S O RCI一 通道在细 胞调亡早期事件 A V D中发挥了重要的作用。结 论: R V D、 R V I 和 A V D的发生均与 V S O R氛通道 的激活密切相关, 且 R V D与 AV D、 R V I 与 A VD 之间存在着关联。 中华肿瘤防治杂志, 2 0 0 8 , 1 5 ( 7 ) : 5 4 8 一5 5 1 A B S r R A C T 0 践 I E C T I 、 !E:
6、 To s utnmari z et h ef u n c t i o ns o f vol u m e- s e n s i t iv e o u t wardl y r ec t i f 外 呢 ( V S O R ) c h l o ri d e c hanne l s int h e c e l l vol u me r 眼u l a t i o na n da 即p t o s i s a nd t h e r e l a t io nb e - t wee n vol u me r e g u l a t i o n a n d a pop t o t ic vol u me d
7、e c r ea s e ( A V I ) ) . 倒 田 T H O D 6 : B yu s i吧 c h l o ri d ec han nel , resu l a t o 汀 vol umed e - c reas e ( R V I ) ) , 托 g u l a t o 即 vol u me i ncreas e( R VI)a n dA V I )a s k e y w 0 rds t h e l i t e ra t u re s a hau t e f f e c t s o f c h l o ri d e c harme l s i n vol - u me r e
8、g u l a t i o na n da 因p t o s i sw e r ec o l l e c t 记 b ye l e c t ro n i ca l l y s ea r c h i ng P u b med( 2 0 0 2 一2 0 0 7 ) .C N K I ( 2 0 0 2 一2 0 0 7 ) .T h e doc u ment sa bOu te f f ect so fV S 0 R chl o ri d ec h a rme l si nR V 1 , R VI a nd A V I )we re c hos e n ,w h i l eo t h e rs
9、a bou t e f f e c t so f no介 V 吸) Rc h l o ri d ec hanne l swere reje c t e d- F if t 犷 fo u rdoc u men t s w e r e a vail a b l e .R E S 兀 JLT S : C I 一p l a 界da k e yrol e i nR V D .R VI w a sa s soc i a t e d初t ht h e act i v l t i e so f V 以)R C I 一c h a nne l s .VS() R C I 一c hanne l s wer e re
10、 s pon s i b l e fo r t h e i n d u c t io no f A V D . C O N - C L USI O N : V 3 0 Rc h l o ri d ec h a n n e l sp l a yak e yrol ei nR V D, R 巩 a nd 月江) ,a n dt h e re a re c o rr e l a t io ns b e t w eenR V D a nd 月江) , a nd b e t we en R vi a n dA V I . 挑 i nJ乙之 九 c e rPre刀乃 口 t , 2 0 0 8 , 1 5
11、 ( 7 ) : 5 4 8 一5 5 1 【 关键词】 氛通道; 细胞凋亡; 细胞大小; 综述丈献 K E Y w o R D S c h l o r i d e 。 h a n n e ls ; a p o p t o s i s ; c e l l s i z e ; l i t e r a t u r e r e v i e w 1 中图分类号I R 7 3 0 。 2 3 1 + 。 3【 文献标识码I A 文章编号 1 6 7 3 一5 2 6 9 ( 2 0 0 8 ) 0 7 一0 5 4 8 一心 4 阴离子通道表达于很多种类细胞。在可兴奋细胞 基金项目1 英国We l l
12、c o m e T r u s t ( 0 5 6 9 0 9 / 2 9 9 / 2 ) ; 教育部基 金资助项目( G J 9 9 o l ) ; 广东省卫生厅资助项目( A 2 0 0 1 4 7 4 ) 【 第一作者简介】 阳小稚, 女, 广东阳江人, 主要从事氛离子通 道与细胞凋亡关系的研究工作。 T e l : 8 6 一2 0 一8 1 0 8 7 2 3 2 E-m a i l : x i a o y a x w r s o h u . c o m 【 通讯作者简介】 陈丽新, 女, 广东湛江人, 博士, 教授, 硕士生 导师, 主要从事细胞膜离子通道与细胞周期的研究工作。 T
13、 e l : 8 6 一2 0 一8 5 2 2 8 8 6 5 E-ma i l : c h e n l i x i n ws o h u . c o m 中, 阴离子通道参与了背景电流的传导。最近研究结 果表明, 阴离子通道在细胞容积的调节、 细胞迁移、 细 胞增殖、 细胞周期和细胞凋亡等方面都具有重要作 用 , 一 , 。 其中 , 容 积 敏 感 性 外向 整流 ( v o l u m e 一 s e n s i t i v e o u t w a r d l y : e c t i f y i n g , V S O R ) 氯离子通道为最常见的 阴离子通道, 其参与的细胞容积调节与
14、细胞凋亡之间 存在一系列的联系。 I V S O R氯离子通道的特性 自 从1 9 9 0 年首先在电 鳃电器官上成功克隆出电 万方数据 中 华 肿 瘤防 治杂 志2 0 0 5 年4 月第1 5 卷 第7 期c H I NJ C A N C E Rp R E vT R E A T , A p r i l Z o o s , v o l . 1 5 N o . 7 5 4 9 压 依 赖性氯离子通道( , o l t a g o d e p e n d e n t c l 一c h a n - nels , cl c ) , 氯通道的研究取得了突破性进展。 新发 现的氯通道种类与日 俱增。 J
15、 e nt sc h 等图将氯通道归 纳总结为以 下6 类: c l c 基因家族( c h l o r i d e c h a n n e l 。 f t h e C I Cg e n e f a m i l y , C l c ) 、 囊性纤维跨膜转导调节因 子( c y s t i c f i b r o s i s t r a n s m e m b r a n e c o n d u c t a n c e r e g u l a - t o r , C F T R ) 、 钙激活氯通道( C a Z + 一 a c t i v a t e d C I 一c h a n - n e
16、l s , C a C C或I C I , C a ) 、 p 6 4 ( C L I C ) 相关氯通道、 容积 调控阴离子通道( v o l u m e: e g u l a t e da n i o nc h a n n e l s , V R A C或I CI, vol) 和配体门控氯通道。 容积调控阴离子通道又被称为 V S O R阴离子通 道或容积敏感性有机渗透物和阴离子通道( volu m 。 s e n s i t i v e o r g a n i c o s mo l y t e a n d a n i o n c h a n n e 1 , V S O A C ) 。由于
17、其在细胞容积调节、 细胞增殖、 细胞周 期以及细胞凋亡等生理过程中都发挥着重要作用而越 来越引起人们关注。 V S O RC I 一 通道表现出与其他类型阴离子通道不 同的表型特征, 这些特征包括有: l) V S() RCI一 通道 可由细胞容积增大而激活, 细胞容积的减小而抑制; 2 ) 外向整流特性, 单通道电导在去极化电位时为50 90p s , 复极时为0 一10p s ; 3)在正电位时呈时间依赖 性失活; 4) 单通道传导呈中等外向优势; 5) 阴离子 低选择性, 对卤素阴离子的通透性顺序为: 1 一 Br一 CI一 F 一 ; 6) 对阴离子通道阻断剂( 如 N P P B 、
18、 tam o 。 i f e n 、 n i f l u m i c a c i d 、 D I D S和S I T S等) 的广泛敏感性; 7) 开放的通道可被胞外A T P所阻断; 8) 通道的活动 很大程度上依赖于和胞内 A T P的非水解性结合; 9) 通道对胞质内自由的M犷 十 敏感; 1 0) 当细胞从增 殖转 向分 化 时, 通 道 的 开放 下 调 或 者停 滞 于 乌/ G l 期仁 , 0 。 Z V S O R氯离子通道在容积调节中的作用 2. I R V D 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
19、被动流人。然后, 通过激活一系列通 道或转运体, 使胞内的渗透物, 如 K + 、 CI一 和有机渗透 物等, 从细胞中“ 流失” , 同时带动水的外流, 最终使细 胞回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( r egul at or y v o l u med e c r e a s e , R V D) 。 在进化过程中, 从原生动物到脊椎动物, 其R V D 的发生机制有所不同。在原生动物细胞中, 细胞肿胀 主要引起有机物的外流, 其中离子只占少部分。如卡 氏棘阿米巴原虫( a c a n t h a m o e b a c a s t e l
20、 l a n i ) 在低渗条 件下, 细胞肿胀引起的氨基酸外流量是离子外流量的 3 倍。而在高等脊椎动物细胞中, 无机离子的外流却 起着主导作用。目 前多数研究结果表明, 在脊椎动物 细胞中, K 十 和CI一 通道的协同运作是R V D的主要机 制ll 1 。 其中, V S O RCI一 通道在 R V D中起着关键作 用。原因如下: 1) 容积敏感性氯通道几乎表达于所 有细胞; 2) 它可以携带大量电流; 3) 在很多种细胞 种类中, 阻断氯离子通道可抑制R V D 。 C h e n 等 2 在牛睫状体色素上皮( p i g m e n t e d c i l i - a r y e
21、 p it h e l i a l , P C E ) 细胞中, 低渗液条件下应用全细胞 膜片钳技术记录一氯电流, 此电流具有V S O RCI一 通 道的一系列表形特征。他们进一步探讨了 R V D的发 生机制。在低分化鼻咽癌( C N E 一 2 2)细胞中, 利用离子 置换法, 用葡萄糖酸灌流液耗竭细胞内CI一 , 从而取消 CI一 的分泌, 导致R v D反应完全消失。相反, 用葡萄 糖酸取代细胞外 cl一 作为主要阴离子, 降低细胞外 C I 一 浓度, 促进细胞内CI一 外流, 则导致 R V D极大增 强、 增快, 细胞容积可完全恢复正常对照水平, 并且这 R V D可被氯离子通
22、道阻断剂 A T P完全阻断。表明 CI一 是R V D的关键性离子, CI一 分泌是实现R V D的关 键因素。 22R VI 细胞在高渗刺激下会发生皱缩。为了重新达到 “ 正常” 容积, 细胞会发生调节性容积增大( re g ul at or y v o l u m e i n c r e a s e , R V I ) 。R V I 的发生主要与 N a +一 K + 一Z C I 一同向转运体, N a+ 一CI一同向转运体和 Na+/H + 交 换 体 等 有 关 13 。 目前关于高渗条件下CI一 电流减小的现象已有报 道。一定情况下, 高渗环境中CI一 电流的减少可反映 出V S
23、 O RC I 一 通道活动受抑制。例如, 原代培养的人 输精管细胞在渗透压为 2 90 m o s m / L的灌流液和电 极内液中, 一旦全细胞模式形成, 就会记录到一个缓慢 增长的C l 一 电流; 这一效应可被胞外渗透压的增加而 翻转l 1 。此外, 利用氯通道阻断剂可抑制R V I1 5 说 明V S O RC I 一 通道参与了R V I 的发生。 3 V S O R氯离子通道在细胞凋亡中的作用 细胞在生理及各种病理因子刺激下可发生凋亡。 细胞皱缩是细胞凋亡的一个普遍且重要的特征, 它发 生在2 个不同的阶段: 第 1 阶段在凋亡小体形成前; 第 2 阶段则伴随着凋亡小体的形成而发
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