氯离子通道在离体人肺泡上皮液体清除过程中的作用
离子通道与疾病
摘要细胞离子通道的结构和功能正常是维持生命过程的基础，其基因变异和功能障碍与许多疾病的发生和发展有关.离子通道的主要类型有钾、钠、钙、氯和非选择性阳离子通道，各型又分若干亚型.离子通道的主要功能是:提高细胞内钙浓度，触发生理效应;决定细胞的兴奋性、不应性和传导性;调节血管平滑肌的舒缩活动;参与突触传递;维持细胞的正常体积.离子通道的主要研究方法为膜片钳技术、分子生物学技术、荧光探针钙图像分析技术.离子通道病是指离子通道的结构或功能异常所引起的疾病.疾病中的离子通道改变是指由于某一疾病或药物引起某一种或几种离子通道的数目、功能甚至结构变化，导致机体发生或纠正某些病理改变.从离子通道与疾病的关系角度，加强分子生物学、生物物理学、遗传学、药理学等多学科交叉深入研究，对于深入探讨某些疾病的病理生理机制、早期诊断及发现特异性治疗药物或措施等均具有十分重要的理论和实际意义.0 引言离子通道(ion channel)是细胞膜上的一类特殊亲水性蛋白质微孔道，是神经、肌肉细胞电活动的物质基础.随着分子生物学、膜片钳技术的发展，人们对离子通道的分子结构及特性有了更加深入的认识，并发现离子通道的功能、结构异常与许多疾病的发生和发展有关[1].近年来，对于离子通道与疾病关系的研究取得了重大进展，不仅阐明了离子通道的分子结构突变可导致某种疾病，而且还明确了某些疾病可影响某种离子通道功能甚至结构.本文论述离子通道的主要类型、功能、研究方法及其与疾病的关系.1 离子通道的主要类型离子通道的开放和关闭，称为门控(gating).根据门控机制的不同，将离子通道分为三大类:(1)电压门控性(voltage gated)，又称电压依赖性(voltage dependent)或电压敏感性(voltage sensitive)离子通道:因膜电位变化而开启和关闭，以最容易通过的离子命名，如K+、Na+、Ca2+、Cl-通道4种主要类型，各型又分若干亚型.(2)配体门控性(ligand gated)，又称化学门控性(chemical gated)离子通道:由递质与通道蛋白质受体分子上的结合位点结合而开启，以递质受体命名，如乙酰胆碱受体通道、谷氨酸受体通道、门冬氨酸受体通道等.非选择性阳离子通道(non-selective cation channels)系由配体作用于相应受体而开放，同时允许Na+、Ca2+ 或K+ 通过，属于该类.(3)机械门控性(mechanogated)，又称机械敏感性(mechanosensitive)离子通道:是一类感受细胞膜表面应力变化，实现胞外机械信号向胞内转导的通道，根据通透性分为离子选择性和非离子选择性通道，根据功能作用分为张力激活型和张力失活型离子通道.此外，还有细胞器离子通道，如广泛分布于哺乳动物细胞线粒体外膜上的电压依赖性阴离子通道(voltage dependent anion channel，VDAC)，位于细胞器肌质网(sarcoplasmic reticulum，SR)或内质网(endoplasmic reticulum，ER)膜上的Ryanodine受体通道、IP3受体通道.2 离子通道的主要功能离子通道的主要功能有:(1)提高细胞内钙浓度，从而触发肌肉收缩、细胞兴奋、腺体分泌、Ca2+依赖性离子通道开放和关闭、蛋白激酶的激活和基因表达的调节等一系列生理效应;(2)在神经、肌肉等兴奋性细胞，Na+ 和Ca2+通道主要调控去极化，K+主要调控复极化和维持静息电位，从而决定细胞的兴奋性、不应性和传导性;(3)调节血管平滑肌舒缩活动，其中有K+、Ca2+、Cl-通道和某些非选择性阳离子通道参与;(4)参与突触传递，其中有K+、Na+、Ca2+、Cl-通道和某些非选择性阳离子通道参与;(5)维持细胞正常体积，在高渗环境中，离子通道和转运系统激活使Na+、Cl-、有机溶液和水分进入细胞内而调节细胞体积增大;在低渗环境中，Na+、Cl-、有机溶液和水分流出细胞而调节细胞体积减少.3 离子通道的主要研究方法研究离子通道功能的最直接方法是用膜片钳技术直接测定通过离子通道的电流或测量细胞膜电位的变化.膜片钳技术是利用一个玻璃微吸管电极完成膜片或全细胞电位的监测、钳制和膜电流的记录，通过观测膜电流的变化来分析通道个体或群体的分子活动、探讨离子通道特性.分子生物学技术为离子通道的分子结构分析、基因克隆、功能表达研究提供了有力工具，对于编码离子通道亚单位的基因结构可采用基因定位克隆确定其在染色体上的定位，用逆转录-聚合酶链反应、Northern杂交等明确其在器官组织中的分布，用Western杂交检测基因表达产物等.荧光探针钙图像分析技术为检测细胞内游离钙离子浓度提供了有效手段，常用的荧光探针有Fura-2/AM、Indo-1/AM、Fluo-3/AM、Calcium Green等，常用的检测仪器有双波长显微荧光光度计、激光扫描共聚焦显微镜等，目前国外Olympus、Zeiss、Spex等公司已生产了测定细胞内游离钙离子的显微荧光装置，国内自行研制的活细胞钙离子浓度荧光显微检测系统也已问世[2].将离子浓度图像记录和膜片钳记录结合，同时进行光电联合检测，从离子产生的离子浓度、图像变化和电信号变化多个方面研究离子通道，将获得更多的离子通道功能信息.4 离子通道病(channelopathy)离子通道病是指离子通道的结构或功能异常所引起的疾病，具体表现在编码离子通道亚单位的基因发生突变或表达异常，或体内出现针对通道的病理性内源性物质时，离子通道的功能发生不同程度的减弱或增强，导致机体整体生理功能紊乱，形成某些先天性或后天获得性疾病，主要累及神经、肌肉、心脏、肾脏等系统和器官.迄今为止，研究比较清楚的离子通道病主要涉及钾、钠、钙、氯通道领域，现简介如下:4.1 钾通道病钾离子通道在所有可兴奋性和非兴奋性细胞的重要信号传导过程中具有重要作用，其家族成员在调节神经递质释放、心率、胰岛素分泌、神经细胞分泌、上皮细胞电传导、骨骼肌收缩、细胞容积等方面发挥重要作用.已经发现的钾通道病有常染色体显性良性家族性新生儿惊厥(benign familial neonatal convulsions，BFNC)、1-型发作性共济失调(episodic ataxia type 1)、阵发性舞蹈手足徐动症伴发作性共济失调(paroxysmal choreoathetosis with episodic ataxia)、癫痫、1-，2-，5-，6-型长QT综合征、Jervell和Lange-nielsen综合征[3]、Andersen综合征[4]等.4.2 钠通道病钠离子通道在大多数兴奋细胞动作电位的起始阶段起重要作用，已经发现的钠通道病有高钾型周期性麻痹、正常血钾型周期性麻痹、部分低钾型周期性麻痹、先天性副肌强直、各型钾加重的肌强直、先天性肌无力、3-型长QT综合征、1-型假性醛固酮减少症、Liddle综合征[5]、全面性癫痫热性发作叠加症(generalized epilepsy with febrile seizures plus)[6]等.4.3 钙通道病钙离子通道广泛存在于机体的不同类型组织细胞中，参与神经、肌肉、分泌、生殖等系统的生理过程.已经发现的钙通道病有家族性偏瘫型偏头痛、低钾型周期性瘫痪、2-型发作性共济失调、6-型脊髓小脑共济失调、中央脊髓性肌病(central core disease of muscle)、恶性高热、Lambert-Eaton 肌无力综合征[7]、癫痫等.4.4 氯通道病氯离子通道广泛分布于机体的兴奋性细胞和非兴奋性细胞膜及溶酶体、线粒体、内质网等细胞器的质膜，在细胞兴奋性调节、跨上皮物质转运、细胞容积调节和细胞器酸化等方面具有重要作用.已经发现的氯通道病有先天性肌强直(Thomsen型)、隐性遗传全身性肌强直(Becker型)、囊性纤维化病、遗传性肾结石病、3-型Bartter综合征[8]等.需要说明的是，相当数量的离子通道病并不是新出现的疾病，而是早已出现甚至早被熟知的疾病，只是此前一直未发现其在离子通道水平存在病变，如癫痫、偏头痛等;有些离子通道病为单一离子通道结构或功能异常而至，如1-型发作性共济失调是由于KCNA1基因突变引起，该基因位于染色体12p13上，编码电压依赖性钾离子通道;也有些离子通道病涉及多种离子通道结构或功能异常，如癫痫与L型电压依赖性钙通道(a1 D亚单位基因表达减弱)、电压依赖性钾通道(KCNQ2和KCNQ3基因突变)、乙酰胆碱受体通道(a4和b2亚单位基因突变)等有关.5 离子通道病的主要研究方法离子通道病研究作为近年来新兴的一门前沿交叉学科研究方向，正在成为基础医学、临床医学和生命科学工作者研究的热点，其研究的关键因素之一在于离子通道病模型的制备.对先天性离子通道病，多采用基因克隆技术将可疑的致病基因剔除或插入(knock out/Knock in)在整体动物上制造基因突变，生产转基因动物;或将离子通道基因直接微注射于细胞表达系统，如爪蟾卵母细胞(xenopus oocyte)、人胚肾细胞(HEK293)、中华仓鼠卵母细胞(CHO)等，然后对其所表达的离子通道进行单通道记录和分析，并与野生型进行比较.对获得性离子通道病，主要采用以患者血清或提纯的免疫球蛋白被动转移或人工重组抗原主动转移于整体实验动物的免疫学方法;或将传代细胞与患者血清或纯化的抗体共同培养，而后对其电生理变化进行检测.通过制备上述离子通道病研究模型，结合分子生物学、膜片钳记录、荧光探针钙图像分析、细胞内电生理记录、免疫组化等多种技术手段进行在体(in vivo)和离体(in vitro)实验研究，是目前离子通道病的主要研究策略.6 疾病中的离子通道改变病变中的离子通道改变是指由于某一疾病或药物引起某一种或几种离子通道的数目、功能甚至结构变化，导致机体发生或纠正某些病理生理改变.比如老年性痴呆(Alzheimers’disease，AD)，大量的研究发现AD患者体内的一些内源性致病物质(如b-淀粉样蛋白、b-淀粉样蛋白前体、早老素蛋白-1，2)与钾通道、钙通道功能异常密切相关，可能通过影响钾通道、钙通道的本身结构和/或调节过程等，参与AD患者早期记忆损失、认知功能下降等症状的出现.又如脑缺血，脑缺血后能量代谢紊乱，细胞内ATP合成下降，突触间隙的谷氨酸剧增，谷氨酸作用于N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体，引起受体依赖性Ca2+通道开放，Ca2+内流增加，导致神经细胞内Ca2+超载;谷氨酸还可经非NMDA途径使Na+通道开放，引起Na+通内流增加，随即引起Cl-和H2O内流，导致神经细胞急性渗透性肿胀.再如支气管哮喘，致病因素作用于肥大细胞后，引起细胞膜钙通道开放，Ca2+内流，促使4，5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解产生肌醇三磷酸(IP3)，后者促进肌浆网释放Ca2+，导致胞内Ca2+增多，进而激活钙-钙调蛋白依赖性酶(磷酸化酶激酶、腺苷酸环化酶、磷酸二脂酶等)参与肥大细胞脱颗粒，释放组胺，导致炎症反应和哮喘发作;钙通道阻滞剂硝苯地平、维拉帕米能阻断钙通道，减少胞内Ca2+浓度，抑制肥大细胞脱颗粒，减轻炎症递质的反应性，缩短哮喘发作时间，改善哮喘症状.7 问题和展望随着分子生物学、生物物理学、遗传学、药理学等多学科交叉研究的深入，已经逐步明确了许多离子通道的分子结构，克隆了相应离子通道的cDNA，使得阐明离子通道结构与功能的关系、基因突变与疾病的关系成为现实，从而部分解开了长期以来一直困扰人类的某些疾病的病因、发病机制和治疗之谜.但还有一些问题有待深入研究，比如基因突变与疾病的不一致性，具体表现为尽管发现某种离子通道病确实存在基因突变、细胞膜离子电流变化，然而只有部分患者有临床症状和体征，另一部分患者却无任何症状和体征;又如多种离子通道结构或功能异常导致的离子通道病，为什么不同基因的突变或功能异常会出现相同或相似的症状和体征;再如由于离子通道自身的复杂性和多样性，使得人们对一些离子通道病的认识存在一定的局限性，同时还有一些可能的离子通道病没被认识等.从离子通道与疾病的关系角度，进一步加强分子生物学、生物物理学、遗传学、药理学等多学科交叉深入研究，通过建立稳定的离子通道病研究模型和先进的研究方法，深入研究离子通道的结构和功能，深入探讨离子通道病的基因结构和功能异常，加强特异性离子通道协同或拮抗药物开发，加强特异性离子通道亚基基因干预治疗研究，将对深入探讨某些疾病的病理生理机制、早期诊断及发现特异性治疗药物或措施等均具有十分重要的理论和实际意义.2003级临床专业08班学号***********王科戈。
辽宁省六校2022-2023学年高三上学期期中联考生物试卷及答案
辽宁省六校2022-2023学年高三上学期期中联考生物试题考试时间：75分钟满分：100分一、单选题（本题共15小题，每小题2分，共30分。
每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
）1．已知①酶、①抗体、①激素、①糖原、①脂肪、①核酸都是人体内有重要作用的物质。
下列说法正确的是（）A．①①①都是由氨基酸通过肽键连接而成的B．①①①都是生物大分子，都以碳链为骨架C．①①①都是由含氮的单体连接成的多聚体D．①①①都是人体细胞内的主要能源物质2．苏轼诗“小饼如嚼月，中有酥和饴”中，“酥”是酥油，“饴”主要是麦芽糖。
下列相关叙述正确的是（）A．用显微镜观察双缩脲试剂染色后的“小饼”切片，可见橘黄色脂肪滴B．鉴定“饴”是否为还原糖，可将其溶解后滴加斐林试剂并水浴加热处理C．人体细胞直接吸收麦芽糖后可以用于合成多糖，也可以转变成脂肪D．糖类和脂质是细胞的重要能源物质，多食“小饼”等富含糖与脂质的食品有益健康3．图中a、c表示两个生物学术语，b是它们共有的属性。
下列有关叙述不正确的是（）A．若a、c分别是协助扩散和主动运输，则b可表示二者都需转运蛋白B．若a、c分别是原核细胞和真核细胞，则b可表示二者都能细胞代谢C．若a、c分别是无丝分裂和有丝分裂，则b可表示二者都需DNA复制D．若a、c分别是单细胞生物和多细胞生物，则b可表示二者都能细胞分化4．在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。
高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制（如图所示）避免细胞渗透膨胀。
下列相关叙述错误的是（）A．动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助B．植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等C．三种细胞的细胞膜均具有选择透过性D．若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低5．大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。
急性肺水肿
1例62岁男性患者因进行性呼吸困难、干咳和低热3天就诊。
他于2年前曾因充血性心力衰竭住院。
血压(Bp)95／55 mmHg，心率110次／分，体温37．9℃，呼吸周围空气时的血氧饱和度(Sa02)为86％。
听诊双侧肺部有干、湿性罗音。
胸部X线片显示双肺有提示肺水肿的浸润阴影，心影增大。
为确定该患者急性肺水肿的病因，制订相应的治疗方法，应怎样对其进行评估呢?临床问题人类可发生下列两类性质根本不同的肺水肿：心源性肺水肿(亦称流体静力学或血流动力学肺水肿)和非心源性肺水肿(亦称通透性增高肺水肿、急性肺损伤或急性呼吸窘迫综合征)。
尽管二者病因明显不同，但由于其临床表现相似，心源性和非心源性肺水肿的鉴别有一定困难。
明确急性肺水肿的病因对其治疗有重要意义。
虽然心源性肺水肿的基础病因可能需其他治疗(包括冠状动脉血运重建)，但该类肺水肿患者通常接受利尿药和降低后负荷治疗’。
非心源性肺水肿病人如需机械通气，应采用低潮气量(6 ml／kg预计体重)和低气道压(<30cm水柱)通气。
这种肺保护性通气策略可降低急性肺损伤病人的死亡率。
此外，对于严重脓毒症病人，应考虑使用重组活化蛋白C和小剂量氢化可的松。
应采用无创方法迅速确定急性肺水肿的病因，当诊断不确定时，辅助使用肺动脉插管，有助于及时采取合理的治疗措施。
要正确诊断急性肺水肿，需要对肺内微血管的液体交换有所了解(图1)。
在正常肺脏(图1A)，液体和蛋白质主要通过毛细血管内皮细胞之间的小间隙漏出。
从血循环滤人肺泡间隙的液体和溶质通常并不进入肺泡，因为肺泡上皮细胞之间的连接非常紧密。
更确切地说，滤出的液体一旦进入肺泡间隙，即问近端移动进入支气管血管周围的间隙。
在正常情况下，大多数滤人间质的液体可通过淋巴回流再进入体循环。
分子较大的血浆蛋白移动受限。
肺微循环中液体滤过的流体静力压，与肺毛细血管内的流体静力压大致相等(图1A)，部分肺毛细血管内的流体静力压被蛋白渗透压梯度所抵消。
骨髓间充质干细胞修复急性肺损伤气血屏障的研究进展_甘辉立
DOI：10.3969/j．issn．1007-5062.2016.04.019基金项目：国家自然科学基金（81070041）；北京市卫生系统高层次卫生人才队伍建设专项经费（学科带头人）（项目编号：2013-2-02）；北京市科技计划项目（项目编号：Z121107*********）作者单位：100029首都医科大学附属北京安贞医院-北京市心肺血管疾病研究所心脏外科中心通信作者：甘辉立，教授，医学博士，主任医师，博士研究生导师，研究方向：肺动脉栓塞，冠心病、瓣膜病，成人先心病。
E-mail：ganhuili@ hotmail．com ·综述·骨髓间充质干细胞修复急性肺损伤气血屏障的研究进展甘辉立孙建超［关键词］骨髓间充质干细胞；气血屏障；急性肺损伤［中图分类号］Ｒ56［文献标志码］A［文章编号］1007-5062（2016）04-326-04急性肺损伤（acute1ung injury，ALI）以及它的危重形式—急性呼吸窘迫综合征（acute respiratiory distress syn-drome，AＲDS），是由感染、氧中毒及机械刺激等多种原因引起的肺部弥散性损害，以顽固性低氧血症、呼吸窘迫、肺顺应性下降和弥散性渗出为主要特征，典型病理改变是因气血屏障受损，导致广泛严重的肺泡损害和间质性肺水肿，肺泡腔内可见大量炎性细胞浸润，目前尚无特异有效的治疗方法，病死率一直居高不下。
目前，一些心肺研究中心在不同的模型中应用骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）防治ALI，取得了一定的效果［1］，展现出进一步研究的前景。
MSCs移植治疗ALI已经成为研究热点，本文现就MSCs修复ALI气血屏障的研究进展进行综述。
1急性肺损伤发机病制研究进展ALI/AＲDS的主要病理生理改变实质上是气血屏障的损伤，肺泡上皮细胞和肺微血管内皮细胞弥散性损伤是其主要特征［2］。
反映肺泡上皮细胞功能的蛋白
反映肺泡上皮细胞功能的蛋白英文回答：Proteins reflecting alveolar epithelial cell function.Alveolar epithelial cells (AECs) are responsible for maintaining the integrity of the alveolar-capillary barrier and facilitating gas exchange. They perform various functions, including ion transport, fluid clearance, surfactant production, and immune surveillance. Several proteins are involved in these processes and their expression or activity can be altered in various lung diseases.1. Aquaporin-5 (AQP5)。
AQP5 is a water channel protein expressed in AECs. It facilitates water movement across the alveolar epithelium, which is essential for maintaining the fluid balance in the alveoli. Decreased AQP5 expression or activity isassociated with impaired fluid clearance and pulmonary edema.2. Surfactant proteins (SPs)。
SPs are a group of proteins synthesized and secreted by AECs. They form a surface-active layer at the air-liquid interface of the alveoli, reducing surface tension and preventing alveolar collapse during respiration. Surfactant dysfunction, due to abnormal expression or activity of SPs, is a major cause of respiratory distress syndrome.3. Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR)。
氯通道电流
详细描述
氯通道电流是一种重要的生理过程，参与调 节细胞膜电位、离子浓度和细胞内环境稳态 等生命活动。针对氯通道电流的药物研发具 有广泛的应用前景，如治疗癫痫、神经痛、 心血管疾病、肿瘤等。通过深入研究氯通道 电流的生理功能和作用机制，有助于发现新 的药物作用靶点，为创新药物研发提供重要
思路。
氯通道电流与基因治疗
04
氯通道电流与疾病
氯通道电流与癫痫
氯通道是神经元膜上的一种离子通道，可以调节 细胞膜电位和神经元兴奋性。
在癫痫患者中，氯通道电流异常可能导致神经元 过度兴奋，从而引发癫痫发作。
氯通道电流的抑制剂和激动剂可以用于治疗癫痫 ，调节神经元的兴奋性。
氯通道电流与疼痛
氯通道可以调节感觉神经元的兴奋性，从而影响疼痛信号的传递。
神经调节对于维持身体内环境稳态和 神经系统正常功能至关重要。例如， 在脑内，GABA能神经元通过调节氯 通道电流来控制神经元的兴奋性和抑 制性，从而参与调节睡眠、觉醒、情 绪、学习等生理过程。
药物调节
药物调节是氯通道电流另一种重要的 调节方式。一些药物可以作用于氯通 道蛋白本身或其相关信号转导通路中 的分子，从而影响氯通道电流。
计算机辅助药物设计
通过计算机模拟药物与氯通道的相互作用，可以预测新药对氯 通道的影响，并优化药物设计。
药效学评估
通过对药物作用后的氯通道电流进行测量和分析，可以评估药 物的疗效和安全性。
06
氯通道电流的前景展望
氯通道电流与新型药物研发
总结词
氯通道电流在新型Βιβλιοθήκη 物研发中具有重要作用 ，有望为临床治疗提供更多有效的药物。
内分泌调节对于维持身体内环境稳态 和生理功能至关重要。例如，胰岛素 可以调节神经元的兴奋性和抑制性， 从而参与调节血糖代谢、能量消耗和 神经传导等功能。而甲状腺激素则可 以影响身体的能量代谢、体温调节和 心血管功能等。此外，内分泌系统和 神经系统之间还存在相互作用和调节 关系，共同维持身体的正常生理功能 。
气道中氯离子转运通路的研究概况
气道中氯离子转运通路的研究概况晏斌林(江西医学院2002级硕士研究生,江西南昌330006)关键词:氯离子;转移通路;气道中图分类号:R33 文献标识码:A 文章编号:1000-2294(2005)01-0117-02 Cl-是体内最为丰富和常见的阴离子,它参与了细胞的多种活动和功能调节过程,如细胞电活动调节、容积调节、跨上皮物质转运、细胞内PH调节,在细胞免疫应答、细胞迁移、细胞增殖和分化,细胞凋亡中都发挥一定的作用[1]。
近年来关于氯离子转运通路的研究表明人类的多种疾病与Cl-转运通道的功能改变或缺失有关,因此氯离子转运通路越来越受到重视。
在气道中与氯离子跨膜转运有关的通路主要有氯通道,其他则为细胞膜上的阴离子交换蛋白及转运体如:Cl-/HCO3-离子交换系,Na+-2Cl--K+共同转运体等。
本文将着重介绍气道上皮细胞膜上表达的多种通道的特点以及可能的生理和病理作用。
1 呼吸道氯离子通道及其临床意义1.1 CF T R Cl-通道囊性纤维变性(CF)是上皮细胞对Cl-不通透引起的疾病。
CF是CF T R突变引起的,CF T R还可调节外向整流氯通道,N a+通道,用cA mp刺激CF T R会导致上皮细胞N a+通道的关闭[2]。
其基因已克隆,相应的蛋白CF T R(cy stic fi-bro sis transmembra ne co nductance reg ulato r)是一种氯通道[3]。
CF T R是一种磷酸化依赖性上皮细胞Cl-通道。
Rior-dan等于1989年最早克隆得到其cDN A基因编码。
CF T R 主要位于气道上皮顶侧膜,在跨上皮盐类转运,水分流动和离子浓度调节中发挥重要作用。
CF T R由1480个氨基酸组成,它有两个六次跨膜区(T M D)。
两个核苷酸连接区(N BD)和一个调节区。
跨膜区参与孔道的形成。
CF T R门控特征可能受到A T P的调节[4],在第一个N BD上被水解可打开通道,在第二个N BD 上结合使通道稳定于开放状态,水解则使通道关闭,有趣的是去掉CFT R的C端(第二T M D和第二个N BD)通道的基本性质不变,这说明此突变体以二聚体的形式完成其功能,也说明第一个T M D对孔道的形成有关键性作用。
CFTR氯离子通道与囊性纤维化病
CFTR 氯离子通道与囊性纤维化病王利平 （内蒙古乌兰察布市凉城县第一中学 乌兰察布013750）摘 要 本文对囊性纤维化跨膜转导调节因子（CFTR ）的结构、调节机制及囊性纤维化！ CF ）的相关问题进行了阐述。
关键词CFTR 氯离子通道囊性纤维化人教版高中生物学教材有3次提到了囊性纤维化 及其病因，介绍都较为简略。
为什么氯离子转运异常会导致支气管中黏液增多？为什么汗液中氯离子和钠 离子的浓度会升高？ 1987年,世界著名分子遗传学家 徐立之（Lap-Chee Tsui ）等（1：将囊性纤维化（CF ）致病基因定位于人类的第7号染色体长臂。
1989年, Riordan 等（2）在寻找CF 疾病基因时意外发现了囊性纤维化跨膜转导调节因子（CFTR ）,并且首先克隆了CFTR 基因。
1991年,CFTR 被确定为氯离子选择性通道,从而开始了对CFTR 作为氯离子通道的系统研究。
2 CFTR 的调节机制CFTR 是一种cAMP/PKA 依赖的上皮氯离子通道。
允许氯离子顺电化学梯度跨膜转运。
与其他ABC 1 CGHR 的结构CFTR 氯离子通道是ABC 转运蛋白超家族中的一员。
CFTR 基因位于人类的第7号常染色体长臂（7q31.2）上，全长250 000 bp ,包含27个外显子,成熟的mRNA长度为6129个碱基，其中4443为可编码序列，成熟的CFTR 糖蛋白全长1480个氨基酸残基。
CFTR 包含5个结构域（图1）,2个跨膜结构域MSD1和MSD2、2个核 苷酸结合结构域NBD1和NBD2、1个调节结构域R 。
每个MSD 含有6个跨膜的，螺旋，这6个螺旋组成了氯离 子通道。
每个NBD 都含有保守的Walker A 、WalkerB 和LSGGQ 基序。
WalkeB A 和 Walker B 基序能与ATP 结合,并通过ATP 结合、水解调节氯离子通道的门控性。
调节结构域R 含有蛋白激酶A （PKA ）和蛋白激酶C（PKC ）所共有的磷酸化位点以及许多带电的氨基酸，当R 被PKA 磷酸化时，可以激活CFTR 。
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以灌 注 前 和孵 育 １ｈ后 白蛋 白浓 度 的变 化 来 计 算
Ａ Ｃ， 为对 照组基 础 Ａ Ｃ（ ＝６ 。Ａ Ｃ＝（ ｉ ∥ Ｆ 作 Ｆ ） Ｆ Ｖ— Ｖ
Ｖ ）×１０ 公 式 中 的 Ｖ ＝Ｖ ×Ｐ／ ｆＶ表 示 的是 白 ｉ ０， ｆ ｉ ｉＰ ，
而行 肺 叶切除术 的患 者 ， 取 的肺 组织 均 距 离 肿瘤 所 病变 ５ｃ 以上 ， 且 经过 胸 部放 射 线 和 Ｃ ｍ 并 Ｔ检 查无 纤维 化和肺 气肿 改变 。６ ２例患 者 中 ， ３ 男 ５例 、 ２ 女 ７ 例 ， 龄 （ ６± ． ） 。所 有 病 例 均 经 患 者 知 情 同 年 ６ ３６ 岁 意， 经伦 理委 员会批 准 ， 病例 肺功 能之 间无显 著差 且 异 。Ｃ Ｔ Ｆ Ｒ氯 离 子通 道 开 放 剂 Ｎ ０ ４ Ｂ ． Ｓ ０ 、 肾上 腺 素 能受体 激 动剂 Ｂ Ｌ３ ３ ４由 日本 Ｔ ｎ ｂ Ｒ 一７ ４ ａａ ｅ药 物 有 限
囊 性纤 维化跨 膜传 导 调 节体 （ Ｆ Ｒ） 离 子通 道 是 Ｃ－ 氯 Ｔ
肺 泡上皮 最重 要 的氯 离 子通 道 之 一 ， 它参 与 了肺 泡 上 皮细胞 的 多 种 活 动 和 功 能 调 节 过 程 ¨ 。本 实 验
肿 瘤 的部位 （ 至少 ５ ｃ 以上 ） 通 过 １ ｒｎｈ的导 ｍ ， ０Ｆｅ ｃ 管， 插入 切除 的肺 叶 内 ， 过该 导管 将 ４ ｌ 热 的 通 ５ｍ 温 （ ７ｏ ５ ３ Ｃ） ％等渗 人 白蛋 白溶 液 灌 注 到肺 叶 内 ， 注 并 入 ４ 的气 体 以保证 灌 注 的 白蛋 白溶 液进 入 到肺 ０ｍｌ 泡 腔 内 。 同 时 给 予 ８ ｃ ： 的 气 道 压 力 以 及 ｍ ＨＯ １０ ０ ％浓 度 的氧气 。人肺 脏 经保 鲜 膜 包被 后放 到 ３ ７ ｃ 水浴 箱 内孵 育 ， 【 ＝ 孵育 １ｈ后 经 ０ ７ ． ５ｍｍ（ 径 ） 直 的 细 管吸 取肺泡液 １～２ｍ ， 检测 定 白蛋 白的浓 度 ， ｌ送
腺素 能受 体 抑 制 剂 Ｓ － ２ ０ Ｒ５ ３ Ａ购 自美 国 Ｓｇ ａ公 ９ ｉｍ 司 。Ｃ Ｔ Ｆ Ｒ氯 离 子通 道 抑 制剂 Ｃ ｑ ｉｈ１ ２由美 国 Ｆ＇ ｎ 。 Ｒ ７
加利福 尼亚 大学 Ｍａ ｈ ｙＭＡ教 授 惠赠 。 ｔ ａ ｔ
基金项 目： 辽宁省教育厅资助课题（ ０６ ０ １ 。 ２０ １０ ） 通讯作者 ，— ｌ ｉ ＠ｃ ｌｈ ｃｒ Ｅｍｍ ：ｌｑ ｍＩ ．ｏ ｓ ２ ｎ ６ ０
００ ） ．５ 。选择性 Ｂ ． ３。 肾上腺 素能受 体抑 制剂 Ｓ 一９ ３ Ａ、 Ｆ Ｒ氯通 道抑 制剂 Ｃ Ｔ ｉ 一７ Ｒ ５２ ０ Ｃ Ｔ Ｆ Ｒｎ １２均 可 以部分 抑制 Ｂ Ｌ ｈ Ｒ－ ３ ３４引起 的 Ａ Ｃ的提高（ ０ ０ ） Ｆ Ｒ氯离子通道开放剂 Ｎ ０４可以提 高 Ａ Ｃ（ ０ ０ ） 钠离子通 道抑制 ７４ Ｆ Ｐ＜ ．５ 。Ｃ Ｔ Ｓ０ Ｆ Ｐ＜ ．５ ， 剂氨氯 吡咪和 Ｃ Ｔ ｉｈ１２可以完 全抑制 Ｎ ０ ４提高 Ａ Ｃ的作用 （ ０ ０ １ 。同时氨氯吡咪可 以完全阻断 Ｂ Ｌ Ｆ Ｒｎ ．７ Ｓ０ Ｆ Ｐ＜ ．０ ） Ｒ－ ３３ ４提高 Ａ Ｃ的作用 。结论 ７４ Ｆ
蛋 白溶 液 的体 积 ， ｉ 示 灌 注 前 ， ｆ 示 孵 育 １ｈ Ｖ表 Ｖ表 后 吸取 出的肺 泡 灌 洗 液 的体 积 ， Ｐ是 白蛋 白的 浓 度 （ ／ １ ， ｉ 示灌 注前 ， ｆ 示孵 育 １ｈ后 吸取 出的 ｇｄ）Ｐ 表 Ｐ表
公 司提供 ， 离 子 通道 的抑 制 剂 氨 氯 吡 咪 、 肾上 钠 Ｂ．
通 过对 于离 体 人 肺 脏 肺 泡 液 体 清 除 率 （ Ｆ 的研 Ａ Ｃ）
究 ， 评价 Ｃ Ｔ 来 Ｆ Ｒ氯 离 子通 道 在 肺 泡 液 体 清 除 过程
中的作 用依 据 。
１ 材料 与方法 １１ 材 料 ． 实 验 肺组 织 来 源 于 日本 金泽 医科 大 学 呼吸器外 科 ２０ ０ ４年 １月 ～２ ０ ０ ６年 １月 因肺部 肿 瘤
中 图 分 类 号 ：５ １６ Ｒ ４ ．３ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章编 号 ： ０ ．６ Ｘ（０ ０ １ ００ １ ２２６ ２ １ ）６ ６ ３ ０
氯离子 是体 内最 丰 富 和 常见 的 阴离子 ， 尤其 是
１２ 实 验方法 ．
① 结扎 切 除的肺 叶 ， 择尽量 远离 选
氯 离 子 通 道 共 同完 成 的 。
Ｂ Ｌ３３ 和 Ｎ Ｏ ４可 以提高离体人肺脏 Ａ Ｃ Ｒ 一７４ Ｒ 一７４ Ｓ０ Ｆ 。Ｂ Ｌ３３ ４对 Ａ Ｃ的提高作用部 Ｆ
分是通过 Ｃ Ｔ Ｆ Ｒ氯离子通道调节的 ， Ｆ Ｒ氯通道 的开放剂 Ｎ Ｏ ４对 于 Ａ Ｃ的调节作用 可能是通过钠 离子通道 和 ＣＴ Ｓ０ Ｆ 关键词 ： 肺泡液体清除率 ； 氯离子通道 ； 人肺脏 ；３肾上腺素 能受体 ｐ－
山东 医药 ２ １ ０ ０年第 ５ Ｏ卷第 １ ６期
氯离 子 通 道 在 离体 人 肺 泡 上皮 液体 清 除 过 程 中 的作 用
谷 秀 张 天彪 刘 宏博 。李胜 岐 ， ， ， ， 赵 立 佐 久 间勉 ， （ １中国医科 大学 附属 盛京 医院 ， 阳 １０ ０ ２中 国医科 大 学 ； 日本金 泽 医科 大学 ） 沈 １０ ４； ３
摘要 ： 目的
探讨囊性纤维化跨膜传导调节体 （ Ｆ Ｒ） 离子通 道在离体 人肺脏肺 泡上 皮液体清 除过程 中的 ＣＴ 氯 采用离体人肺 Ｂ Ｌ３ ３ ４可 以提 高 Ａ Ｃ（ Ｒ －７４ Ｆ Ｐ＜
作用以及 Ｂ ． ３肾上腺 素能受体激动剂 Ｂ Ｌ３ ３４对 于人肺泡上皮液体清 除能力 的影响机制 。方法 Ｒ． ４ ７ 脏， 以肺泡 内液体 白蛋白浓度的变化来测定人肺脏肺泡液体清除率 （ Ｆ ） Ａ Ｃ 。结果