生物谷報(bào)道：來自英國(guó)利茲大學(xué)（The University of Leeds）膜及系統(tǒng)生物學(xué)研究院，醫(yī)學(xué)院,，洽坡愛倫頓醫(yī)院（Chapel Allerton Hospital）的研究人員發(fā)表了一項(xiàng)有關(guān)原子如何穿越人體細(xì)胞膜的方式的突破性研究成果,，這將有利于發(fā)展治療類似于風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis,，生物谷注）的炎癥疾病的新方法,。這一研究成果公布在最新一期（2008年1月3日）Nature雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是利茲大學(xué)的Beech教授,，第一作者為徐上中（Shang-Zhong Xu，音譯）和Piruthivi Sukumar1,。
Beech教授與其他同事揭示出了一種之前未知的離子通道（ion channels）開放的自然機(jī)制——細(xì)胞表面的蛋白能作為進(jìn)出細(xì)胞的門——通過天然存在的硫氧還蛋白（thioredoxin,，生物谷注）,。
細(xì)胞上那些專門用來幫助離子進(jìn)出細(xì)胞的通道,，被稱之為離子通道，細(xì)胞通過控制相應(yīng)通道的開放和關(guān)閉,，而能夠調(diào)節(jié)相應(yīng)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的速度，來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的需要,，完成相應(yīng)的功能,。對(duì)于人類而言，細(xì)胞對(duì)幾種無機(jī)離子（Na+,、K+,、Ca2+,、H＋等）進(jìn)出的管理,，甚至涉及到生命的根基以及某些疾病的機(jī)制,，比如神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生,、心臟的節(jié)律性跳動(dòng)、肌肉細(xì)胞的收縮,、能量的生成（ATP）等等,。而科學(xué)家Erwin Neher 和 Bert Sakman則由于發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜上的離子通道而理所當(dāng)然的獲得了1991年的諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。
在這篇文章中,，研究人員揭示出了一種硫氧還蛋白不同的工作模式：通過傳遞電子到離子通道來激活它,，Beech教授將這比喻成“an electronic on-switch”（電控開關(guān)，生物谷注）,。
他解釋道,，“硫氧還蛋白在細(xì)胞中天然存在，表達(dá)分泌出來能幫助機(jī)體應(yīng)對(duì)炎癥中出現(xiàn)的脅迫化學(xué)反應(yīng),，這項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)會(huì)損傷細(xì)胞”,，“我們已經(jīng)指導(dǎo)炎癥疾病會(huì)引發(fā)硫氧還蛋白的高水平表達(dá)——比如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，在受影響的關(guān)節(jié)處存在許多硫氧還蛋白,，這個(gè)數(shù)量觸目驚心。但是迄今為止,，我們都還不知道,，硫氧還蛋白也會(huì)激活離子通道，提供額外的保護(hù),，從而這可以用于藥物模擬作用,，提供一種潛在的研發(fā)藥物模式。”
“這就好像機(jī)體自身的天然防御系統(tǒng)已經(jīng)為我們提供了將來治療關(guān)節(jié)炎,，或其它疾病的提示,。”
生物谷推薦原始出處：
Nature 451, 69-72 (3 January 2008) | doi:10.1038/nature06414; Received 6 July 2007; Accepted 24 October 2007
TRPC channel activation by extracellular thioredoxin
Shang-Zhong Xu1,4,5, Piruthivi Sukumar1,4, Fanning Zeng1, Jing Li1, Amit Jairaman1, Anne English3, Jacqueline Naylor1, Coziana Ciurtin1, Yasser Majeed1, Carol J. Milligan1, Yahya M. Bahnasi1, Eman Al-Shawaf1, Karen E. Porter2, Lin-Hua Jiang1, Paul Emery3, Asipu Sivaprasadarao1 & David J. Beech1
Institute of Membrane and Systems Biology, Garstang Building, Faculty of Biological Sciences, and,
School of Medicine, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK
Academic Unit of Musculoskeletal Disease, Chapel Allerton Hospital, Leeds LS7 4SA, UK
These authors contributed equally to this work.
Present address: Postgraduate Medical Institute & Hull York Medical School, University of Hull, Cottingham Road, Hull HU6 7RX, UK.
Correspondence to: David J. Beech1 Correspondence and requests for materials should be addressed to D.J.B. (Email: [email protected]).
Mammalian homologues of Drosophila melanogaster transient receptor potential (TRP) are a large family of multimeric cation channels that act, or putatively act, as sensors of one or more chemical factor1, 2. Major research objectives are the identification of endogenous activators and the determination of cellular and tissue functions of these channels. Here we show the activation of TRPC5 (canonical TRP 5) homomultimeric and TRPC5–TRPC1 heteromultimeric channels3, 4, 5 by extracellular reduced thioredoxin, which acts by breaking a disulphide bridge in the predicted extracellular loop adjacent to the ion-selectivity filter of TRPC5. Thioredoxin is an endogenous redox protein with established intracellular functions, but it is also secreted and its extracellular targets are largely unknown6, 7, 8, 9. Particularly high extracellular concentrations of thioredoxin are apparent in rheumatoid arthritis8, 10, 11, 12, an inflammatory joint disease that disables millions of people worldwide13. We show that TRPC5 and TRPC1 are expressed in secretory fibroblast-like synoviocytes from patients with rheumatoid arthritis, that endogenous TRPC5–TRPC1 channels of the cells are activated by reduced thioredoxin, and that blockade of the channels enhances secretory activity and prevents the suppression of secretion by thioredoxin. The data indicate the presence of a previously unrecognized ion-channel activation mechanism that couples extracellular thioredoxin to cell function.
名詞解釋：
離子通道[ion channel]
細(xì)胞是構(gòu)成我們這個(gè)紛繁復(fù)雜的生命世界的基石，即便在我們已經(jīng)知道自然界存在著諸如病毒那
樣的生命形式之后,，也同樣如此。畢竟如病毒之類的生命形式,，要想繁衍，還是得找到一個(gè)宿主細(xì)胞之后,，才能生生不息,。簡(jiǎn)言之，細(xì)胞就象一個(gè)口袋,，將生命所需的最基本的一切囊括其中,，在太初的混沌濃湯中建立起生命的秩序。
細(xì)胞能夠做到這一點(diǎn)依賴于一類不溶于水的小分子——脂類化合物，尤其是磷脂,。磷脂分子既有水溶性基團(tuán)又有脂溶性基團(tuán),，在水分子的作用下，其中親脂的基團(tuán)彼此聚集形成一個(gè)雙分子層,，而閉合呈球形,。正是它們將生命所需的一切包容在內(nèi)，而有了細(xì)胞內(nèi)外之別,。我們將這層分隔細(xì)胞內(nèi)外的磷脂雙分子層稱為細(xì)胞膜,。
生命離不開水，大多數(shù)對(duì)生命來說至關(guān)重要的物質(zhì)都是水溶性的,，比如各種各樣的離子,、糖類等。這就帶來了一個(gè)基本的問題,，它們要進(jìn)入細(xì)胞就必須越過細(xì)胞膜內(nèi)部親脂的基團(tuán),，而這并不容易。
反之,，對(duì)于生命活動(dòng)中所產(chǎn)生的不需要的水溶性廢物要出去,，也同樣困難。有人說生命就是一場(chǎng)游戲,，不過只有勝利者才能繼續(xù)玩下去,。
很顯然，如果誰能夠率先加速這些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,，誰就有了生存的優(yōu)勢(shì),。
而最簡(jiǎn)單的方法就是在細(xì)胞膜上安一個(gè)門，給水溶性的物質(zhì)提供一個(gè)專門的通道,。對(duì)于那些專門用來幫助離子進(jìn)出細(xì)胞的通道,，我們就稱之為離子通道。
那么通道由誰來提供呢,？對(duì)于生命來說,，最重要的物質(zhì)有兩類，一類是核酸,，一類是蛋白質(zhì),。生命的具體功能主要都是由蛋白質(zhì)提供，這里也不例外,。細(xì)胞生產(chǎn)一些特別的蛋白質(zhì),，它們能夠鑲嵌在細(xì)胞膜上且彼此聚集，中間的孔隙為水分子所占據(jù),，這就給那些水溶性的分子或離子提供了一個(gè)快速進(jìn)出細(xì)胞的水通道,。想象一下把球堆在一起,，球與球之間自然會(huì)留下孔隙，這對(duì)理解離子通道會(huì)有所幫助,。而孔隙的不同大小,，可以允許相應(yīng)的分子或離子快速進(jìn)出細(xì)胞。
進(jìn)一步的,，細(xì)胞通過控制相應(yīng)通道的開放和關(guān)閉,，而能夠調(diào)節(jié)相應(yīng)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的速度，來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的需要,，完成相應(yīng)的功能,。對(duì)于我們而言，細(xì)胞對(duì)幾種無機(jī)離子（Na+,、K+,、Ca2+、H＋等）進(jìn)出的管理,，甚至涉及到生命的根基以及某些疾病的機(jī)制,，比如神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生、心臟的節(jié)律性跳動(dòng),、肌肉細(xì)胞的收縮,、能量的生成（ATP）等等。生命的奇妙每每使我們由然而生贊嘆之心,，對(duì)離子通道的研究,，也同樣如此。而科學(xué)家Erwin Neher 和 Bert Sakman則由于發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜上的離子通道而理所當(dāng)然的獲得了1991年的諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng),。
