编辑推荐：
为探究 PON3 对肾脏 K+分泌的调控机制，研究人员开展了 PON3 与大电导 K+（BK）通道关系的研究。结果发现 PON3 与 BK 通道 α 亚基（αBK）相互作用并负向调控其功能表达，这为理解肾脏 K+稳态调节提供新视角。
在人体这个精密的 “小宇宙” 中，肾脏对于维持体内钠（Na
+）和钾（K
+）的平衡起着至关重要的作用。其中，醛固酮敏感远端肾单位（aldosterone-sensitive distal nephron，ASDN）更是肾脏调节 Na
+和 K
+稳态的关键部位。在 ASDN 的闰细胞（intercalated cells，ICs）中，存在一种大电导 K
+（BK）通道，它介导着流量诱导的 K
+分泌（flow-induced K
+ secretion，FIKS），这一过程在维持肾脏 K
+平衡方面意义非凡。
此前研究发现，对氧磷酶 3（Paraoxonase 3，PON3）主要在 ASDN 中表达，而且它的表达会随着饮食中 K+摄入量的变化而改变。同时，PON3 基因敲除（Pon3 knockout，Pon3 KO）小鼠的血浆 [K+] 也低于正常水平。然而，PON3 究竟是如何参与肾脏 K+稳态调节的，这个问题一直悬而未决，就像一把尚未找到的钥匙，锁住了肾脏 K+调节机制的秘密大门。
为了揭开这个谜团，来自美国匹兹堡大学的研究人员开展了一项深入的研究。他们围绕 PON3 和 BK 通道之间的关系展开探索，试图弄清楚 PON3 是否在调控 BK 通道功能表达中发挥作用，进而影响肾脏 K+的分泌和稳态维持。最终，他们发现 PON3 与 BK 通道的孔形成 α 亚基（αBK）存在相互作用，并且会负向调节 αBK 的丰度和 BK 通道的活性。这一发现为理解肾脏 K+稳态的调节机制提供了全新的视角，就像是找到了打开那扇秘密大门的钥匙，为后续深入研究奠定了坚实基础。该研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research》杂志上。
研究人员在开展这项研究时，运用了多种关键技术方法。首先是组织免疫荧光（tissue immunofluorescence，IF）染色技术，通过该技术观察 PON3 和 αBK 在小鼠肾脏中的表达定位情况；其次，采用共免疫沉淀（co-immunoprecipitation，CO-IP）实验，来确定 PON3 和 αBK 是否存在相互作用；此外，还利用了 patch-clamp 实验，用于检测 BK 通道的电流变化，以此评估通道的活性。研究中使用的样本主要来自Pon3 KO 小鼠和它们的野生型（wild type，WT）同窝小鼠。
下面我们来详细看看研究结果：
- PON3 与 αBK 在小鼠肾脏 ICs 中共定位：研究人员通过 IF 染色发现，在小鼠肾脏中，αBK 和 PON3 主要在 AQP2 阳性肾小管的 ICs 中共同表达，并且在共表达的 HEK293 细胞中，它们在细胞质区域和质膜附近也存在共定位现象。这表明两者在细胞内的分布存在紧密联系。
- PON3 与 αBK 在天然组织和转染细胞中相互作用：借助 CO-IP 实验，研究人员在小鼠肾脏细胞裂解物以及转染的 HEK293 细胞中都证实了 PON3 与 αBK 之间存在直接或间接的相互作用。这一结果为探究两者之间的功能关系提供了重要线索。
- PON3 降低 HEK293 细胞中 αBK 的表达：表面生物素化实验显示，在 HEK293 细胞中，PON3 的存在使 αBK 在全细胞和细胞表面的丰度显著降低，但不影响其在细胞表面的占比，说明 PON3 并不影响 BK 通道的运输过程。
- PON3 抑制 HEK293 细胞中 paxilline 敏感的 BK 电流：patch-clamp 实验表明，在 HEK293 细胞中表达 PON3 会使 αBK 的活性降低约 80%，同时还会使 BK 通道激活的电压依赖性右移，这意味着 PON3 不仅影响 BK 通道的活性，还对其门控特性产生影响。
- PON3 对 HEK293 细胞中 αBK 生物合成的影响：定量 RT-qPCR 实验显示，PON3 对 αBK 的转录水平没有显著影响。而 CHX-chase 实验则表明，PON3 可能会加速 αBK 的降解，不过由于实验过程中 PON3 自身也会随着时间降解，这一结论还需要进一步验证。另外，使用氯喹抑制溶酶体功能后，PON3 对 αBK 表达的抑制作用依然存在，说明该抑制作用与溶酶体降解途径无关。
- PON3 对 αBK C 末端剪接变体的调节：研究人员发现，PON3 对 αBK 的三种 C 末端剪接变体（DEC、ERL 和 VYR）的表达都有相似程度的抑制作用，这表明 αBK 的 C 末端区域对于其受 PON3 的调节并非必需。
- Pon3 KO 小鼠 ICs 中 αBK 表达更高：通过对Pon3 KO 小鼠和 WT 小鼠肾脏切片进行 IF 染色，研究人员发现Pon3 KO 小鼠 ICs 中 αBK 的染色强度明显高于 WT 小鼠，这进一步支持了 PON3 负向调节 αBK 表达的观点。
综合研究结果和讨论部分的内容，这项研究意义重大。它首次明确了 PON3 与 αBK 之间存在相互作用，并证实了 PON3 对 BK 通道功能表达具有负向调节作用。这不仅加深了人们对肾脏 K+稳态调节机制的理解，也为后续研究肾脏相关疾病的发病机制和治疗策略提供了新的理论依据。虽然目前对于 PON3 调节 BK 通道的具体机制，例如是转录后还是翻译后调节，在体内的详细作用过程等，还需要进一步深入研究，但该研究无疑为这一领域的探索指明了方向，开启了新的篇章。
