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胆汁酸与钙池操作性钙通道关系的研究进展
导致内质网中钙库耗竭和质膜中持续的钙内流,这更
能说明淤胆胆汁酸介导的Ca2+的释放来自细胞中的
钙库。而通过免疫荧光成像技术,也可发现淤胆胆汁
酸与细胞预培养12h后,同样也可引起异位表达的
GFP-STIM 1重新分布【l 3I,然而利胆胆汁酸与淤胆胆
分子结构和基因序列等尚未阐明,STIM是钙库ca2+含
[J].Bioehim Biophys,2008,1783(5):874.885. [143 Fasolato C,Nilius B.Store depletlon
1easeactivated calcium
triggers
the caldum
re.
kinase C by taurolithocbolic acid in isolated
STIMl是调控SO(3机制的新靶点,在钙库耗竭的基础
钙库耗竭基础上,广泛分布于ER中的STIMI重新移
位到质膜与内质网连接处,形成泪孔,与质膜中相对应
的Orail相互作用而激活soCl 9J。
上,分布于整个内质网的STIMl重新分布,参与90C的
激活,而利胆胆汁酸可使STIMl再聚集到毗邻质膜的 位置,这可能成为利胆胆汁酸激活SOC的机制之一。 4.2利胆胆汁酸激活cd+内流的机制
收稿日期:2009.09.09;修订日期:2009.10.22 作者简介:秦勇(1982一),男,在读硕士研究生。
Aromataris等¨3J通过H4一IIE鼠肝癌细胞和大鼠 肝细胞实验来研究胆汁酸是如何调控SOC的,结果表
万方数据
第1期
秦勇,等.胆汁酸与钙池操作性钙通道关系的研究进展
65
明100~300tmaol/L的利胆胆汁酸和三磷酸肌醇 (IP3)都可展示相似的内向整流和反转电位;300ttmol/ L的TDCA以及Tg都可造成胞浆内游离的钙离子浓
知在质膜中存在多种钙通道,其中钙池操纵的钙通道
(store-operated calcium channel,SOC)在调节肝细胞的 生理功能中发挥主要作用【5J5。目前所知胆汁酸对来自 于肝细胞及胰腺细胞储存库中钙离子释放的影响已得 到合理的描述[3-4,6J。但胆汁酸是否可调控SO(3,从而
诱导Ca2+内流的变化,目前尚未明了。本文就胆汁酸
[Ca2+]cyt,迸一步升高,说明TDCA造成的Ca2+释放 是来自细胞内钙库。有学者研究了肝细胞中SOC与 淋巴细胞和肥大细胞中的CRAC的电生理性质,通过 膜片钳技术,利用IP3激活鼠肝癌细胞H4一liE产生的
Orail之间,在钙库耗竭的基础上,使STIMl与Orail
相互作用;通过改变连接质膜与内质网膜之间的长度, 发现Orail需要更大的空间,这说明Orail仅仅只是较
[13]Ar田nataris
ed
E C,Castro J,Rychkov G Y,et a1.Storeoperat. Stromal
Interaction
Cd+channds and
Molecule
on
1
(srIMl)are
targets for the actions of bile adds
liver cells
大高分子化合物集群的一部分。由此可认为,利胆胆
汁酸与淤胆胆汁酸的作用效果是相反的,可能与对O. rail朝内质网链接处的运动的影响、STIMl与Orail 相互作用、Orail开放的概率以及对较大高分子化合物 集群的不同作用有关。 综上所述,LCA与其它淤胆胆汁酸激活抑制SOC 的机制可能为:预培养的LCA及其它淤胆胆汁酸可 诱导内质网钙库中Ca2+释放,导致STIMl再分布到 质膜与内质网的连接处,可能改变连接处的结构和或
重要的作用。因此,可认为利胆胆汁酸促使钙库耗竭, 激活Ca2+内流通过SOC,进而增加[Ca2+]cyt。
综上所述,TDCA和其它利胆胆汁酸激活SOC机 制可能为:通过加强Ca2+外排以及抑制SERCA引导 内质网钙库中钙离子耗竭,导致内质网中的STIM 互作用,激活sOC。 4.3淤胆胆汁酸抑制s0C的机制 Aromataris等【13J发现,淤胆胆汁酸与细胞预培养 12h后,能抑制Ca2+内流通过SOC,但能使细胞内游 离钙离子浓度增加;后又利用DBHQ刺激肝细胞,没 有检测到钙库中Ca2+的释放,这说明要么在加入DB— HQ之前细胞内钙库中的cd+已被耗竭,要么是淤胆 胆汁酸与内质网相互作用导致DBHQ对SERCA作用 的破坏。早前研究[18-19J发现淤胆胆汁酸可抑制钙泵
SOC的定义及分子组成 SOC是一类由细胞内钙库排空Ca2+后激活的、存
在于细胞膜上的特殊cd+通道[8】8。最新研究表明,O— rai多肽构成SOC的微孔,而位于内质网中基质相互
相同的技术,可使300mrd/L熊脱氧胆酸激活的ISห้องสมุดไป่ตู้X3
作用分子(盯IM
1)蛋白组成钙传感器引5。在内质网
的波幅和饼+内流初始抑制率显著下降。因此,可说明
与钙池操作性钙通道的研究做一综述。 2胆汁酸的分类
Barritt等幅J贝0通过STIMl.Cherry质粒转染肝细胞,采用
共聚焦成像技术观察到,1DCA也可引起STIMl再聚集
且聚集的位置位于质膜的下端,相似的结果也可发生在 毒胡萝卜内酯(Tg)诱导的STIMl再分布。而以前研究
正常人胆汁中的胆汁酸种类可分为:高疏水性胆 汁酸,可抑制胆汁流量(属胆汁淤积型);较少疏水性胆
[Ca2+]cytta度增加,进而诱导STIMl的移位使质膜中
s0C开放,致使胞外瞄+内流,填充细胞内钙库中的钙
离子,继而使胆小管收缩,加强胆汁酸的排泄,减少胆汁 酸的淤积,进而减少了淤积的胆汁酸对胆管及肝细胞的
损害,为了解利胆胆汁酸如何在治疗胆汁淤积症发挥有
利的作用提供了一个分子基础上的可能机制。 6结语 目前,对于SOC调控机制仍然知之甚少,如SOC的
after饼+store
depletion
[J].Proc Natl
Acad
Sei USA,2007,104(20):9301.9306.
流的利胆药物提供了理论和实验依据。
参考文献: [1]13euers
U,Probst I,Soroka C。et a1.Modulation of protein
rat
602
文献标识码:A
鲫:10.3969/j.issn.1005—4057.2010.01.027
文章编号:1005.4057(2010)01.0064.03
胆汁淤积症源于肝功能障碍或肝内外胆管梗阻,
其细胞毒性作用会造成肝损伤,最终导致肝功能衰竭
和死亡。胆汁酸可诱导肝细胞胞浆内游离钙离子浓度
4胆汁酸对SOC的调控机制 4.1利胆胆汁酸对STIM 1分布的影响 在肥大细胞、淋巴细胞、肝细胞和其它许多类型的 动物细胞中,在细胞内钙库耗竭的基础上,内质网中的
imaging reveals鸵.
quential oligomerization and local plasma lTlel-nbrs/le targeting of strofIlal interaction molecule 1
的药理作用,这为在基因的基础上发现敏感、特异的作
用于该通道或调控STIM分子易位并人为控制Ca2+内
SOC是必需的,进而促使[饼+]cyt浓度增加,使胆管收 缩【21]。有人认为淤胆胆汁酸抑制∞+内流通过SOC
会导致细胞内钙稳态以及SOC下游区钙信号通路的破 坏【14J。这可能有助于进一步抑制胆汁流量,改变肝细
胞的生长环境,最终导致凋亡和坏死[22】。而有研究利 用胆汁淤积症鼠模型证实,利胆胆汁酸能刺激胆汁流 量【23 J。O’Le删等124 J研究显示,在妊娠肝内胆汁淤积
汁酸,可加强胆汁流量(属促胆汁分泌型)[7|。
3
表明SO(3能够通过瞄+一ATP酶(sE慰A)抑制剂Tg、
2,5一二特丁基对苯二酚(ClBl{Q)及其它SERCA抑制剂
激活【14-15J。上述研究结果提示,眦可引起STIMl
再分布以及参与SOC的激活。有研究[16]表明,在大鼠 肝癌细胞144-IIE中,用RNA干扰(1强X/Ai)技术来阻断 STIMl的基因表达可引起ISOC波幅大幅度减少,这个 IS(X3是由IP3和Tg诱导产生的。Aromataris等[13】利用
1
症(I四)、原发性胆汁肝硬化(PBS)、原发性硬化性胆管
炎(PSC)等肝脏疾病的早期应用1脱A,将明显减少胆
红素、丙氨酸氨基转移酶及碱性磷酸酶的含量,达到治 疗胆汁淤积的效果。上述研究从生理、病理上显示利胆 胆汁酸能够通过耗竭细胞内钙库中的钙离子导致
聚集到细胞膜与内质网交接处,与质膜中的Orai 1相
抑制Orail朝内质网链接处的运动和或对较大高分子 化合物集群其它部分的作用,抑制SOC。
5利胆胆汁酸对胆汁淤积症的治疗作用 有研究显示,正常胆汁酸流量对Ca2+内流通过
[Ca2+]eyt增加,触发钙振荡的开始[41;相似的实验[13】
也证实了钙振荡的诱发依赖于胞外Ca2+内流,Gd3+可 减少钙振荡,这说明Ca2+内流通过S|OC对细胞内钙 振荡的维持是必需。有研究【17J显示SOC激动剂能够 激发正常/缺血再灌注损伤肝细胞产生规律性钙振荡, 从而进一步证实soCs在肝细胞钙振荡中起到了至关
汁酸都能细胞内钙库耗竭,但却起到相反的效果,是什
么调控机制导致的呢?Vamai等[20]利用化学诱导桥 接形成物技术进行了研究,这个形成物位于STIMl与
度[Ca2+]。计大量增加,而Gd3+能抑制Ca2+内流[16],利 用Gd3+的抑制,TDCA仍能引起[Ca2+]州短暂增加; 但用IP3诱导[Caz+]cyt增加时,TDCA不能诱导
([ca2+]cyt)的改变,这种改变是由内质网(ER)中
Ca2+的释放和或钙内流的激活所造成的【l 4J。而胞外 的钙离子主要是通过质膜中的钙通道进入细胞内,已