外界環(huán)境刺激對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)傳導(dǎo)體系的影響研究.pdf

1、遺傳基因決定生物細(xì)胞的基本模式，基因表達(dá)通常比較穩(wěn)定。細(xì)胞的新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育其實(shí)在很大程度上還受控于細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境的刺激，而且環(huán)境信息比較多變，尤其是細(xì)胞外界環(huán)境刺激種類繁多，通過細(xì)胞膜上的特定受體將第一信使傳遞到細(xì)胞內(nèi)部的第二信使，進(jìn)而影響細(xì)胞的各項(xiàng)生命過程，稱為“細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)”，已經(jīng)成為國(guó)際上的一大熱門課題。 鈣離子是細(xì)胞內(nèi)一個(gè)非常重要的第二信使，幾乎參與了細(xì)胞所有的生理過程，尤其是其病理調(diào)控能力對(duì)人類疾病控制和治療具有非常

2、重要的意義。鈣信號(hào)傳導(dǎo)體系是細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)中非?；A(chǔ)的環(huán)節(jié)，對(duì)外界環(huán)境刺激的響應(yīng)尤為明顯。尤其是近年來對(duì)老年癡呆癥的研究發(fā)現(xiàn)，其發(fā)病機(jī)制與鈣信號(hào)傳導(dǎo)體系之間關(guān)系密切，鈣離子的病理調(diào)控特性為老年癡呆癥提供了許多潛在的治療手段。本論文主要研究了兩種外界環(huán)境刺激對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)傳導(dǎo)體系的作用機(jī)制，通過動(dòng)力學(xué)模型的方法，揭開信號(hào)傳遞的本質(zhì)。 1．ATP誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)鈣振蕩ATP是生物細(xì)胞常見的一種胞外刺激，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)鈣響應(yīng)通常

3、以振蕩的形式出現(xiàn)，振蕩特征與ATP的濃度相關(guān)，并且在某些細(xì)胞中還發(fā)現(xiàn)這種鈣響應(yīng)伴隨著振蕩的突然消失現(xiàn)象。我們通過模型研究發(fā)現(xiàn)，ATP誘導(dǎo)的鈣振蕩主要是細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)鈣釋放和細(xì)胞膜上鈣泵共同作用的結(jié)果，細(xì)胞外的鈣內(nèi)流補(bǔ)充不斷損耗的鈣庫(kù)來維持振蕩，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)生的鈣結(jié)合蛋白對(duì)鈣離子濃度的變化起到了一定的緩沖作用。這些基礎(chǔ)研究能夠幫助我們深入理解鈣信號(hào)的傳導(dǎo)途徑，尤其是其包含的各種生物化學(xué)過程的具體作用機(jī)制。 2．Aβ誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)鈣響應(yīng)環(huán)境

4、污染物中普遍存在的某些重金屬離子(如Cu<'2+>、Zn<'2+>)一旦被人體吸收進(jìn)入腦部神經(jīng)細(xì)胞后，極容易誘導(dǎo)Aβ淀粉樣蛋白的聚積，產(chǎn)生神經(jīng)炎斑，加劇老年癡呆癥的發(fā)病。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Aβ的聚積一般發(fā)生在細(xì)胞間隙，也能夠作為一種胞外刺激誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的鈣響應(yīng)，改變細(xì)胞內(nèi)的鈣穩(wěn)態(tài)平衡，進(jìn)而影響神經(jīng)細(xì)胞的各項(xiàng)生理機(jī)能。通過模型研究，初步認(rèn)為：Aβ誘導(dǎo)的鈣響應(yīng)主要是由于Aβ對(duì)細(xì)胞膜上K<'+>通道的阻塞作用引起細(xì)胞膜電勢(shì)的改變，從而造成胞外Ca<'2