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Nature:免疫關鍵因子的雙重功能

日期:2012-01-31 09:47:30

近期由西北大學范伯格醫(yī)學院分子藥理和生物化學助理教授Murali Prakriya領導的一個小組發(fā)現免疫反應關鍵調控因子STIM1蛋白不僅具有開啟CRAC通道孔的功能,且對該通道的離子選擇性起決定作用。相關研究論文發(fā)表在125日的《自然》(Nature)雜志上。

 

過去的研究表明STIM1蛋白在免疫功能中起至關重要的作用。眾所周知,STIM1是免疫細胞中一種重要的內質網鈣離子感受器,在機體對抗病原體過程中,STIM1蛋白感受到細胞內的鈣離子變化,發(fā)生積聚并易位到質膜附近。積聚的STIM1蛋白隨后會激活Orai1,促使CRAC鈣通道孔開放,鈣離子內流從而導致細胞激活。鈣離子在免疫細胞的大量細胞功能中起關鍵性的作用,鈣離子持續(xù)地流入免疫細胞中可激活細胞內的基因表達,促使細胞增殖。從而啟動了免疫細胞的開關。

 

在這篇文章中,西北大學范伯格醫(yī)學院的研究人員構建了一個突變的CRAC通道從而使孔道在無STIM1協(xié)助的情況下也能得以開放。然而研究人員發(fā)現在缺乏STIM1的情況下,多種離子包括鈉離子和鉀離子均通過了開放的CRAC通道孔。而在恢復STIM1的功能后,CRAC通道重新恢復了對鈣離子的選擇性。研究人員還證實甚至在STIM1低水平的情況下,未突變的通道也會喪失正常的高度鈣離子選擇性,使得多種離子得以進入細胞。這些結果表明STIM1事實上起著調控CRAC通道開放和選擇性的雙重功能。

 

此外,在該篇文章中 Prakriya研究小組還鑒別出了調控CRAC通道開關的閘門(gate)的位置。Prakriya說:“研究調控開關的通道孔的分子及結構區(qū)域對于推動設計出靶向CRAC通道治療免疫疾病的藥物具有非常重要的價值,”

 

人們普遍認為離子通道的選擇性是固定不變的,且通道的開放和離子選擇是兩個互不相關的過程。新研究發(fā)現徹底扭轉了科學家們對于離子通道運行機制的認識。CRAC通道和STIM1蛋白對于激活免疫系統(tǒng)起著至關重要的作用。這些研究發(fā)現不僅揭示了CRAC通道運行的新機制,并且揭示了編碼生物學信息的新途徑。這為開發(fā)出多種疾病例如自身免疫性疾病和變態(tài)反應的治療新策略帶來了新希望。”


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