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钠钙交换体与肾缺血再灌注损伤
钠钙交换体(sodium calcium exchanger,NCX)是一种广泛分布于膜性结构(细胞质膜、线粒体膜和分泌小泡膜等)上的阳离子转运蛋白,具有前向模式和反向模式.通过这种双向模式,可以对胞质内的Ca2+浓度进行快速精准的调节,继而影响细胞的一系列生理活动.而肾缺血再灌注时,NCX反向模式的异常激活可介导细胞Ca2+超载,进而触发一系列有害代谢反应导致细胞损伤和死亡.目前,选择性抑制NCX反向模式的苯氧基衍生物得到了较多研究,并成为治疗肾缺血再灌注损伤的新药物靶点.
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钠钙交换体及其抑制剂在脑缺血中的作用
在神经细胞中,钠钙交换体对胞内钙离子的调控起着非常重要的作用.缺血/再灌注使细胞外的钙通过钠钙交换体的反向模式内流,造成内钙超载,导致脑细胞损伤.现今,选择性抑制其反向模式的苄氧基苯基衍生物得到了较多的研究,并可能成为一个新的治疗脑缺血的有潜力靶点.
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钠钙交换体及其抑制剂在心律失常中的作用
在心肌细胞中,钠钙交换体对胞内钙离子的调控起着非常重要的作用.缺血/再灌注或强心苷中毒时会使细胞外的钙通过钠钙交换体的反向模式内流,造成内钙超载,导致心律失常.现今,选择性抑制其反向模式的苄氧基苯基衍生物得到了较多的研究,并可能成为治疗心律失常的一个新的有潜力靶点.
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薯蓣皂苷对大鼠心肌收缩力影响的研究
目的：观察薯蓣皂苷( dioscin,Dio)对大鼠心肌收缩力的影响。方法采用 Langendorff 逆行主动脉灌流法对大鼠离体心脏进行灌流,利用压力感受器插管法测定左心室相关心功能参数,记录低、中和高3个浓度Dio对左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末期压(LVEDP)、左心室内压大上升/下降速率(± dp/dtmax )的影响。利用激光共聚焦显微镜观察Dio对H9c2细胞内Ca2+浓度的影响,并利用多功能酶标仪观察药物对细胞线粒体膜电位的影响。结果0．1、1μmol·L-1 Dio可明显增加LVSP,由(11．55±0．52)、(10．53±0．28) kPa 分别增加至(13．08±0．72)、(12．53±0．64) kPa( P<0．01)；增加+dp/dtmax由(0．38±0．10)、(0．40±0．07) kPa·ms-1分别增加至(0．42±0．11)、(0．43±0．02) kPa· ms-1( P <0．05)。10μmol · L-1 Dio 则使 LVSP 由(12．13±0．33) kPa减至(9．46±0．77) kPa(P<0．01),使+dp/dtmax由(0．42±0．04) kPa · ms-1降为(0．24±0．04) kPa·ms-1( P <0．01)。0．1、1、10μmol · L-1的 Dio 可使H9c2细胞中Ca2+相对荧光强度由(16．62±0．89)分别增加至(21．48±0．80)、(25．68±0．69)和(19．84±0．66)(P <0．01)。0．1、1μmol·L-1 Dio对H9c2细胞线粒体膜电位无明显影响,而10μmol · L-1 Dio会使JC-1单体与聚合物的比值由(1．14±0．03)增加为(1．35±0．06)(P<0．01),即引起线粒体膜电位下降。结论低、中浓度Dio可增加LVSP和+dp/dtmax ,表现正性肌力作用,机制为增加细胞内Ca2+浓度。并且,其在增加细胞内Ca2+浓度的同时并不会引起钙超载,仅高浓度出现。
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钙库操纵钙内流和钠钙交换体在卡巴胆碱引起的气管平滑肌收缩中的作用
目的 探讨钙库操纵钙内流(SOCE)和钠钙交换体(NCX)在卡巴胆碱引起的气管平滑肌收缩中的作用.方法 采用小鼠离体气管实验,观察NCX特异性阻断剂KB-R7943、电压依赖型钙通道阻断剂尼非地平、Orai1阻断剂BTP2对卡巴胆碱引起的气管收缩的抑制效应.结果 KB-R7943和BTP2显著阻断了累积浓度卡巴胆碱引起的小鼠气管收缩和卡巴胆碱引起的SOCE介导的气管收缩,而尼非地平未显著阻断卡巴胆碱引起的气管收缩.结论 NCX和Orai1都参与介导卡巴胆碱引起的气管平滑肌收缩,Orai1主要参与卡巴胆碱引起的起始阶段的瞬时收缩,NCX主要参与后期的持续收缩,而起始阶段的Orai1介导的钙内流可能是激活NCX的前提条件,阻断Orai1的同时也会导致后期NCX引起的收缩阻断,两者共同参与介导卡巴胆碱引起的收缩.
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低剂量安体舒通对兔肥厚心室肌电重构的影响
目的 研究低剂量安体舒通对肥厚心室肌电生理特性的影响.方法 将30只纯种日本大耳白兔随机分为安体舒通组、环缩组和对照组各10只,安体舒通组和环缩组环缩腹主动脉构建左心室肥厚模型,对照组仅游离腹主动脉(不结扎).术后第2天安体舒通组喂服安体舒通10 mg/kg,对照组和环缩组喂服安慰剂;连续8周后停药1 d.用心脏电刺激单相动作电位记录技术测定心室MAP时程(MAPD90)和心室有效不应期(VERP),用免疫印迹方法测定反向钠-钙交换(NCX)蛋白表达.结果 环缩组和安体舒通组心脏重量/体质量明显高于对照组,快速刺激后VERP明显长于对照组,NCX表达水平均显著高于对照组,P均＜0.05;VERP延长时间(△VERP)与NCX表达水平明显相关(r=0.68).结论 单用低剂量安体舒通不能明显延缓心肌肥厚的发展,对肥厚心室肌频率相关性电重构亦无明显影响;此可能与其不能下调肥厚心室肌NCX高表达有关.
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电针内关对心肌缺血大鼠心肌保护作用的实验研究
目的 观察电针内关穴对心肌已知钠离子通道相关蛋白-钠钙交换体(Na+ /Ca2+ exchanger,NCX)和电压-门控钠离子通道(voltage-gated sodium channel)alpha(a)亚单位(Nav1.1-Nav1.6)中Nav1.5表达的调控作用,探讨电针内关穴对缺血性心肌的保护机制,进一步阐明经穴效应循经特异性在心脏器官水平的钠离子通道的响应模式及特征.方法 60只SPF级雄性大鼠随机分成5组,采用异丙肾上腺素制作心肌缺血模型,各组经电针刺激后,应用Western-blot检测NCX、Nav1.5蛋白表达水平.结果 内关组显著上调Nav1.5蛋白表达,下调NCX蛋白表达水平,且与其他治疗各组差异显著(均P＜0.01).结论 电针内关可能通过下调NCX、上调Nay1.5的蛋白表达水平实现对钙超载的调节,进而改善心肌缺血状态,为经穴效应循经特异性理论提供有力的实验基础.
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短时刺激对心力衰竭心室肌电生理特性及钠钙交换体的影响
观察短时刺激对阿霉素心力衰竭(简称心衰)模型心室肌的电生理特性的影响,并研究钠钙交换体在其中的作用.24只纯种日本大耳白兔随机分为对照组和阿霉素心衰组.心衰模型通过耳缘静脉每周注射一次0.2%的阿霉素(2 mg/kg),持续8周获得;对照组每周注射生理盐水(2 ml/kg)持续8周.从第10周开始进行实验,经兔耳缘静脉推注阿托品(0.04 mg/kg),美多心安(0.2 mg/kg)阻断神经支配.于心房快速刺激30 min前后,应用心脏电刺激及单相动作电位(MAP)记录技术测定心电生理参数.左心室心肌组织钠钙交换体的蛋白量用免疫印迹方法定量.结果:快速刺激后,心衰组和对照组心室肌的90% MAP时程(MAPD90)分别延长14.1±8.8 ms和8.7±5.6 ms(P<0.01),心室有效不应期(ERP)分别延长17.8±8.4 ms和11.3±6.1 ms(P<0.01).钠钙交换体的蛋白量没有明显的差异(P＞0.05).结论:短时快速刺激可引起阿霉素兔心衰模型心室肌的电生理特性发生改变,钠钙交换体的表达没有明显的改变.
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遗传高钙尿结石大鼠肾小管上皮细胞基底膜钙转运蛋白的异常表达及意义
目的 观察肾小管上皮细胞基底膜钙转运蛋白细胞膜钙泵1b(PMCA1b)和钠钙交换体.(NCX1)在遗传性高钙尿结石(GHS)大鼠肾组织的表达及其在特发性高钙尿症(IH)发病中的作用.方法 雄性遗传高钙尿结石大鼠和正常野生型SD大鼠各6只,采用实时荧光定量PCR检测PMCA1b和NCX1 mRNA表达,westem blot方法 检测其蛋白表达.结果 GHS大鼠与正常对照(NC)组大鼠的NCX1在mRNA水平和蛋白水平比较差异均无统计学意义(P＞0.05);GHS大鼠与NC大鼠的PMCA1b在mRNA水平比较差异无统计学意义(P＞0.05),GHS大鼠的PMCA1b蛋白平均相对吸光度值(A)为(0.18±0.05),NC组为(0.43±0.07),差异有统计学意义(P＜0.01).结论 PMCA1b蛋白表达下降可能是特发性高钙尿症形成的发病机制之一.
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大鼠在体心肌缺血再灌注损伤组织间液钙离子动态与胞膜钠钙交换体表达
目的 检测大鼠心肌在体缺血再灌注损伤(IR)组织间液钙离子浓度,比较IR前后心肌胞膜钠钙交换体(NCX)mRNA表达水平,探讨其对钙超载的意义.方法 12只SD大鼠随机分为IR组和对照组,以微透析技术连续收集心肌组织间液标本,原子吸收光谱法检测钙离子浓度.IR组通过结扎(20 min)后松解(60 min)冠状动脉前降支造成心肌缺血再灌注,结束时收取左心室缺血区和右心室心肌行NCX mRNA定量PCR检测,实验前后采血检测血钙和肌钙蛋白T(cTnT).对照组免除结扎、松解前降支,其余操作与IR组一致.结果 IR组血浆cTnT浓度显著升高[对照组 vs IR组,ng/mL:(1.62±0.60) vs.(4.29±2.22),P=0.031].IR组心肌组织间液钙离子浓度在缺血期无明显变化,再灌注20 min显著下降,心肌析出液钙离子浓度与对照组存在显著性差异[对照组vs.IR组,ng/mL:(224±31) vs.(136±39),P=0.002].血浆Ca2+浓度实验前后无显著差异.心肌细胞膜NCX mRNA表达水平在组间和组内均无显著差异.结论大鼠在体心肌缺血20 min再灌注60 min,组织间液钙离子浓度在缺血期无明显变化,再灌注期迅速下降,这种变化趋势与胞膜NCX表达无关.
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钠钙交换体激活CaMKⅡ介导大鼠离体心脏缺血再灌注损伤
目的:探讨钠钙交换体(Na+/Ca2+exchanger,NCX)在离体心脏缺血再灌注损伤中的作用及其可能机制.方法:40只大鼠随机分为4组:正常对照组(Control组)、10 μmol/L KB-R7943药物对照组(KB-R7943组)、缺血再灌注(ischemia reperfusion,IR)组和10 μmol/L KB-R7943干预缺血再灌注组(KB-R7943+IR组).采用Langendorff灌流装置建立离体心脏缺血再灌注模型;以再灌注末心肌纤维形态的变化、左室发展压(LVDP)比值、左室舒张末压(LVEDP)、冠状动脉流出液中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性、心肌梗死面积及细胞色素c和cleavedcaspase-3蛋白的变化评价心肌损伤程度;Western印迹检测磷酸化钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ,CaMKⅡ)和受磷蛋白(phospholamban,PLN)苏氨酸17位点磷酸化(pThr17)水平的变化.结果:与Control组相比,IR组再灌注末心肌纤维排列紊乱,断裂明显,心肌梗死面积、LVEDP和冠状动脉流出液中LDH活性明显增加,LVDP比值降低,细胞色素c、cleaved caspase-3、磷酸化CaMKⅡ及pThr17-PLN水平均上调(P＜0.01);KB-R7943+IR组心肌梗死面积明显减小,LVEDP降低,LVDP比值明显改善,LDH活性明显降低,细胞色素c和cleaved caspase-3蛋白水平明显降低,磷酸化CaMKⅡ和pThr17-PLN水平也明显下调(P＜0.01).结论:NCX可通过激活CaMKⅡ启动细胞凋亡和坏死,进而诱导心肌缺血再灌注损伤.
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氨甲酰胆碱与去甲肾上腺素对心室肌细胞钠钙交换电流的联合作用
交感和副交感神经在心脏活动的调节中起重要作用.交感神经末梢释放的去甲肾上腺素(NE)对心脏起正性肌力作用,而副交感神经末梢释放的乙酰胆碱(Ach)则对心脏起负性肌力作用.两者的作用相互拮抗.氨甲酰胆碱(CCh)是一种胆碱受体激动药,与胆碱受体结合后,产生与递质Ach相似的作用,而且它性质稳定,作用持久,常用作工具药代替Ach来研究胆碱受体激动后的效应.新近的研究表明高浓度的CCh可以起正性肌力作用.其机制还不清楚.那么当CCh与NE联合作用时,CCh是发挥激动作用还是抑制作用还有待观察.一般来说,心肌收缩的加强是细胞内游离钙离子浓度升高所致.而细胞外钙离子进入细胞内主要通过两条途径,即L型钙通道或反向钠钙交换.心肌细胞膜上的钠钙交换体是一种双向的、生电性的离子交换系统(3Na+:1 Ca2+),对于维持心肌细胞钙稳态非常重要.前向钠钙交换(Na+内流,Ca2+外排)参与静息期Ca2+外排,促进心肌的舒张功能.
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肥大心肌钠钙交换体的调控机制
心肌肥大是心脏对几乎所有引起心脏病变因素的一种适应性反应,虽然心肌肥大是心脏维持正常心输出量的一种有效代偿机制,但是持续的心肌肥大会导致失代偿而发生扩张性心肌病、心衰和猝死.是心血管病患者死亡的重要原因之一.
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钠钙交换体家族与癫痫发作关系的研究进展
癫痫发作是脑部神经元过度高频重复放电,突触末梢兴奋性递质与抑制性递质释放平衡紊乱的结果,与细胞内Ca2+稳态失衡关系密切[1].过去人们对Ca2+与癫痫发作关系的研究,主要集中在钙移入机制,而钙移出机制与癫痫发作关系的研究一直很少涉足.近年来,新型Ca2+双向转运蛋白钠钙交换体家族(Na+/Ca2+ exchangers,NCXs)在细胞内钙超载引起的癫痫发作中的作用得到越来越多的关注.NCXs是细胞膜上的一类双向Ca2+转运蛋白,可以将细胞内2/3 Ca2+转运出细胞,为细胞内钙移出主要途径之一.NCXs在中风、癫痫、多发性硬化[2]、惊厥[3]、脑外伤等缺血缺氧性脑损伤方面发挥重要的作用.
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NCLX介导的线粒体钙稳态对肝癌细胞生长的影响
目的 探讨线粒体钠钙交换体(mitochondrial Na+/Ca2+exchanger,NCLX)介导的线粒体钙稳态对肝癌细胞生长的影响.方法 真核表达载体pSliencer3.0-shNCLX、pcDNA3.1 (+)-NCLX分别转染肝癌细胞SNU-739和SNU-368,构建稳定干涉和过表达NCLX肝癌细胞.采用免疫印迹法检测转染后肝癌细胞中NCLX蛋白的表达,Rhod-2-AM染色检测肝癌细胞线粒体钙水平,MTS和EdU实验检测肝癌细胞增殖能力,流式细胞仪检测肝癌细胞凋亡情况.结果 免疫印迹法检测结果显示成功构建干涉和过表达NCLX的SNU-739和SNU-368肝癌细胞.与转染空载体肝癌细胞比较,干涉NCLX后肝癌细胞SNU-739和SNU-368线粒体钙明显增多(P＜0.01),细胞增殖率明显升高(P＜0.05),细胞凋亡率明显下降(P＜0.01);而过表达NCLX后肝癌细胞SNU-739和SNU-368线粒体钙明显减少(P＜0.05),细胞增殖率明显下降(P＜0.05),细胞凋亡率明显上升(P＜0.01).结论 干涉NCLX诱导的线粒体钙水平升高可促进肝癌细胞增殖和抑制凋亡,而过表达NCLX诱导的线粒体钙水平下降抑制肝癌细胞增殖和促进凋亡,NCLX可能是肝癌的潜在治疗靶点.
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参松养心胶囊对心梗后心肌的保护作用及机制研究
目的 探讨参松养心胶囊(SSYX)对心肌梗死后心律失常发生和心功能不全的影响及其作用机制.方法 将40只新西兰大耳白兔行冠状动脉前降支结扎术后随机分为正常对照组(Control组) 10只、心梗组(MI组)10只、心梗+胺碘酮组(MI+A组,0.4 g·kg-1·d-1) 10只、心梗+参松组(MI+S组,0.5 g·kg-1·d-1) 10只.正常对照组开胸后在冠状动脉下穿线,但不结扎.术后,分别以普食、普食+胺碘酮粉末、普食+参松养心胶囊原粉喂食.8周后将家兔处死,在心梗周边区取材,检测各组白兔缝隙连接蛋白43 (CX43)、钠钙交换体(NCX)和兰尼碱受体蛋白(RyR2) mRNA的相对表达量.结果 与Control组比较,MI组CX43、RyR2 mRNA相对表达量显著下降(P<0.05),而NCX mRNA相对表达量虽然有所下降,但其差异无统计学意义(P>0.05);与MI组比较,MI+A组CX43、RyR2 mRNA相对表达量显著升高(P<0.05),MI+S组CX43、NCX、RyR2 mRNA的相对表达量也显著升高(P<0.05);与MI+A组比较,MI+S组CX43、NCX mRNA的相对表达量均显著升高(P<0.05).结论 参松养心胶囊可以改善心肌梗死后心律失常以及心功能不全,其机制可能与调控各钙离子通道的开放,抑制钙超载有关.
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钠钙交换体与心脏疾病的研究进展
钠钙交换体（Na+/Ca2+exchanger，NCX）在哺乳动物心肌组织中高度表达，参与胞内钙的调节，在维持心脏正常功能活动中起重要作用。本文就心肌组织钠钙交换体及与心脏疾病的研究进展作一综述。
1钠钙交换体的生物学特性
钠钙交换体是多种细胞的阳离子转运蛋白，在维持细胞钙稳态起到非常重要的作用。1968年Reuter 和Seitz首次在心肌细胞发现了钠钙交换现象。随后，Philipson等人首次从狗的心肌组织中分离出由938个氨基酸组成的NCX蛋白，具有9个跨膜螺旋，其分子量为110 KDa。NCX不仅存在于心肌细胞、神经细胞和平滑肌细胞，还分布在细菌、酵母等微生物细胞。 NCX包括3个亚型：NCX 1、NCX 2和NCX 3，其中NCX 1主要在心脏表达和分布，也是研究多的一种钠钙交换体[1]。NCX 1亚型含有多种剪接变体，由互相排斥的外显子A或B，以及小的盒式外显子C-F共同组成，其中ACDEF组成长的剪接变体构成心脏的NCX 1亚型[2]。基于跨膜结构域中含有2个保守的α-重复序列，因此NCX被划分到阳离子/钙离子交换超家族[3]。直到近，α-重复序列被认为与离子转运密切相关。而暴露在胞浆的亲水结构并不影响转运，但也发挥重要的调节功能[4]。 -
血管平滑肌钠钙交换体研究进展
钠钙交换体(sodium-calcium exchanger,NCX)在血管平滑肌细胞的生理及病理生理调节过程中充当着重要的离子调节作用,目前研究认为其具有正向型和反向型两种状态.反向型NCX在高血压形成、血管平滑肌细胞病理性增殖及冠状动脉微循环障碍等病理过程中扮演着非常重要的角色.相关研究发现,NCX在参与调控血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMC)病理性增殖的过程中,与钙库操纵型钙离子通道(SOC)、肌浆网上钙泵(SERCA)等钙离子通道间存在紧密的交互对话现象.寻找到细胞内各离子通道间相互交互对话机制,并恰当地开发使用特异、高效的反向NCX抑制剂,或可为临床治疗相关疾病带来突破性进展.
