跨胞膜的Ca2+内流引起的胞浆中Ca2+水平上升, Ca2+内流紊乱,导致细胞病理过程的发生。非兴奋细胞的Ca2+内流主要由两类通道实现(1)钙池操纵的Ca2+通道(SOC);(2)受体门控阳离子通道(ROC)。但SOC的分子组成一直未明,TRPC是否参与构成SOC亦颇具争议。目前认为STIM1是钙池感应器,Orai1构成SOC的孔隙,钙池释放引起STIM1变构和位移,激活胞膜上的Orai1而产生Ca2+内流。近年来申请者探索了TRPC和Orai1共同构成SOC的可能性,发现TRPC和Orai1可协同构成SOC,并提出了SOC异源构成假说。本课题拟采用双分子荧光互补BiFC和BiFC-FRET、电生理及shRNA等技术,在活细胞中确证SOC 的Orai1/TRPC异源模式假说。这对全面解析SOC的分子构成,阐明SOC的调节机制将提供有力证据,并有助于筛选SOC功能紊乱所致疾病治疗新靶点。
TRPC Channels;Ca2+;Orai1;Neuron;Differentiation
SOC的分子组成一直未明,TRPC是否参与构成SOC颇具争议。本项目一方面围绕SOC异源构成假说,探索了TRPC参与构成SOC 的可能性;采用钙影像、双分子荧光互补BiFC、免疫共沉淀等技术方法表明TRPC3/6/7及TRPC1/4/5的VN155/VC155形式并没有改变其野生型构成Ca2+通道的功能,且其N-末端对于通透Ca2+是必须的;TRPC1/4/5/3/6/7均能形成同源聚合体,任两者之间均能形成异源聚合体,且它们相互结合的功能结构域位于N-末端。另一方面根据XW.Hou关于Orai1蛋白晶体结构的最新报道,在PC12细胞以及大鼠皮质神经元中,采用慢病毒感染沉默Orai1,对Orai1的功能进行深入步研究。结果表明,在沉默Orai1的PC12细胞中,细胞的分化受到明显的抑制,并且该分化信号途径能够被PKC的抑制剂GF109203X正反馈调节;同时在大鼠大脑皮质原代培养的神经元中,沉默Orai1引起神经元树突棘缺失,而且明显降低神经元轴突对神经营养因子的趋化性。