旅美中国学者:细胞膜开启离子通道新途径

　　

生物通报道：来自美国宾州7月17日的消息，宾州大学（University of Pennsylvania）医学院的Zhe Lu，Yanping Xu等人花费了大量时间，从100多种有毒无脊椎动物中进行筛选，最后利用在褐蛛(brown recluse spider)毒液里的一种酶，在细胞膜中发现了一种开启离子通道的新途径。这一研究公布在Nature杂志7月在线版上。

电位门离子通道（voltage-gated ion channel）可以存在于可兴奋细胞（excitable cells）——比如神经，鸡肉和心脏等，也可出现在非兴奋细胞中（non-excitable cells）——比如免疫系统，血液和骨细胞，但是在非兴奋细胞中如何调控这些通道的机理一直以来都是一个谜团，Zhe Lu等人的这项研究发现了一种不改变膜电压而打开离子通道的途径，为解开这个谜团提供了重要线索。

这种酶即（神经）鞘磷脂酶D（sphingomyelinase D ，SMase D)，可以分解围绕在细胞膜离子通道上的（神经）鞘磷脂，这样通道就会打开，允许离子进出细胞，产生电流。在这篇文章中，研究人员描述了SMase D是如何不改变细胞膜电位，打开钾电位门通道（voltage-gated potassium channel）——来自大脑，但是实验来自卵母细胞细胞膜）。这一发现为了解离子通道电位门提出了一个新的范例，也为针对医学干涉（medical intervention）中离子通道活性控制的新型药物设计提出了新的概念。

资料补充：

分子生物学中最大的一个谜团就是细胞膜上的离子通道如何工作了。离子通道是胞膜上一些微小的蛋白质孔道，它能让特定的离子如钙离子和钾离子通过，并因此控制这些离子进出细胞。这种通道非常重要——它们是电位门离子通道（voltage-gated ion channel）家族的成员，对大脑和心脏中产出电脉冲至关重要。当这种通道功能发生故障时，就可能导致疾病的发生即离子信道病变(channelopathies)，包括癫痫症、心肌症和囊性纤维性变病(cystic fibrosis)。 

电位门通道主要是当细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时，或对其他刺激引起膜电位变化时，致使其构象变化，“门”打开。如：神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时，这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na+通道和K+通道相继激活（即通道开放），引起肌细胞动作电位；动作电位传至肌质网，Ca2+通道打开引起Ca2+外流，引发肌肉收缩。

（钾电位门通道）

（生物通：张迪）

附：

Zhe Lu, M.D., Ph.D.

Professor, Dept of Physiology 
School of Medicine 
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