刘晓冬等《细胞
来源:爱国卫生月网 发表于2019-07-18 07:06:33 编辑:韩德君
摘要: 10月16日电10月15日,清华大学医学院生物医学工程系刘晓冬课题组在《细胞-通讯》(Cell Reports)期刊在线宣布了题为 PKD2-L1/PKD1-L3通道钙离子内流控制型钙电

   10月16日电10月15日,清华大学医学院生物医学工程系刘晓冬课题组在《细胞-通讯》(Cell Reports)期刊在线宣布了题为 PKD2-L1/PKD1-L3通道‘钙离子内流控制型钙电流’提高多模态时变影响下的感觉呼应 (Influx-Operated Ca2+ Entry via PKD2-L1/PKD1-L3 Channels Facilitates Sensory Responses to Polymodal Transient Stimuli)的研讨长文。论文初次报告了传感受体-离子通道复合体呼应时变型影响的正-负自反应协同作业形式,提醒了生命体调控细胞传感及生理感觉的新机制,是离子通道钙信号及感觉信号范畴的重要发展。生物医学工程系硕士生胡明峰、直博生刘玉霞以及技术员吴晋芝为本文的一起榜首作者,刘晓冬博士为本文的通讯作者。

   左图为分子传感器(传感受体-通道蛋白复合体)经过钙依靠自反应发作 钙离子内流控制型钙电流 ,可将多个模态影响的呼应扩大为钙峰信号,完成通道对影响信号改变率(鼓励信号的时刻微分)的特异性感知。右图卡通形象说明晰传感扩大机制中的正-负反应,表现了钙离子在很多重要生命过程中的效果方法:易化(阳)-按捺(阴)两方面在时空上完成协同调控。

   瞬时受体电位(TRP)通道是生命体和细胞的重要 分子传感器 。在来源于内部环境和外部国际的影响下,TRP通道可以跨膜导入钙离子等阳离子,可介导痛苦、温度、机械力(如流体剪切力)、化学(如辣椒素)、基本味觉等多种重要感知功用。多囊型TRPP是TRP宗族中的重要成员,其间TRPP2(PKD2)与PKD1可发作骤变并导致遗传性多囊肾(ADPKD),二者组成的通道复合体表达在肾纤毛上介导在机械影响下的钙呼应;现在以为PKD骤变造成了流体感知功用及钙信号的紊乱,从而引发多囊肾病变。与之高度相似,TRPP3(PKD2-L1)通道复合体也可表达在细胞纤毛上并介导其钙动态;此外TRPP3也与多个模态的其它重要感觉功用(如酸味觉及反理性咸味觉等)密切相关。但是,TRPP通道复合体(如PKD2/PKD1复合体、PKD2-L1/PKD1-L3复合体)的传感才能一直以来存在许多争议,主要是姑且缺少明晰有力的依据支撑:重组通道复合体关于生理性影响的呼应十分弱小,远远违背预期中的影响-呼应联系曲线。

   刘晓冬研讨组针对TRPP3通道复合体发现:凭仗本身钙离子内流介导的正负反应,通道可发作 钙峰 型(Ca2+ spikes)呼应,从而调理其影响-呼应联系曲线、有用提高对多种时变型影响的感知才能。对影响信号上升沿或下降沿(微分信号)的特别敏理性是许多感觉体系的共有特性,此项研讨提醒的钙依靠性反应调理机制为通道供给了一个 时刻窗口 ,从而可以特异性地呼应试验中钙浓度、膜电位及pH值的瞬时改变,是细胞纤毛的流体感知、听觉纤毛的机械振动感知等过程中的潜在机制。此研讨也为至今没有霸占的重要通道病 遗传性多囊肾供给了簇新的研讨思路和方向。

  

   刘晓冬博士先后结业于浙江大学(本科)、清华大学(硕士)及美国凯斯西储大学(博士),并在美国约翰霍普金斯大学神经科学系和生物医学工程系完成了博士后研讨。刘晓冬博士于2019年入职清华大学医学院生物医学工程系担任课题组长(P.I./Professor)以及清华大学生命学院兼职教授(Adjunct Professor),一起也是清华大学IDG/麦戈文脑研讨院的研讨员。刘晓冬试验室致力于 组成电生理学 研讨,属工程科学与生命科学深度穿插的新式范畴。课题组现在经过在分子和细胞水平上功用重建重要离子通道及其跨膜信号,以研讨与通道相关的病生理机制及干涉手法。该项研讨得到了国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委、国家973以及清华大学生命科学联合中心(CLS)的支撑。

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