細胞鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)研究進展*

劉怡靜，柏 蓉，鮑麗琴，孫魯寧，張學會，龔曉健，王永慶**

1 中國藥科大學 藥理學教研室，南京 210009；2 南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 臨床藥理研究室，南京 210029;3 江蘇盛澤醫(yī)院 藥學部，蘇州 215228

鈣離子作為細胞的第二信使，調(diào)控多種生理活動，如肌肉收縮、神經(jīng)遞質(zhì)和激素釋放、神經(jīng)元興奮性變化、基因轉(zhuǎn)錄、細胞周期、細胞增殖和受精等。鈣穩(wěn)態(tài)失衡將導致細胞損傷甚至死亡，包括細胞凋亡、自噬性細胞死亡、失巢凋亡、細胞壞死[1]。

在正常生理條件下，細胞內(nèi)游離鈣濃度（[Ca2+]i）嚴格維持在低水平狀態(tài)，約100nmol·L-1；胞外Ca2+濃度為1～2mmol·L-1，肌漿網(wǎng)/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+濃度為0.1～1 mmol·L-1。細胞受到刺激后，胞內(nèi)Ca2+的升高以及多余Ca2+的清除均依賴于鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的精密調(diào)控。細胞鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)主要分布于質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體等，包括鈣泵、鈣通道和Na+/Ca2+交換體等不同形式（見圖1）。質(zhì)膜的電壓門控鈣通道（voltage-gated calcium channel，VGCC）、配體門控鈣通道（ligand-gated calcium channel，LACC）、鈣釋放激活的鈣通道（calcium release activated calcium channel，CRAC channel）以及瞬時受體電位通道（transient receptor potential channel，TRP channel）的部分亞型可介導胞外Ca2+流入胞內(nèi)，使胞內(nèi)Ca2+升高；另外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的三磷酸肌醇受體（inositol 1，4，5-trisphosphate receptors，IP3Rs）和蘭尼堿受體（ryanodine receptors，RyRs）可釋放內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+入胞漿，導致胞內(nèi)Ca2+升高。而胞內(nèi)Ca2+的升高又可激活鈣釋放通道：質(zhì)膜鈣泵（plasma membran Ca2+ATPase，PMCA）和肌漿網(wǎng)/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣泵（sarcoplasmic/endoplasmic reticulum Ca2+ATPase，SERCA）負責將過多的Ca2+排出胞外或攝入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，鈉鈣交換體（Na+/Ca2+Exchanger，NCX）的正向轉(zhuǎn)運模式將Ca2+排出細胞，線粒體鈣離子單向轉(zhuǎn)運體（mitochondrial Ca2+uniporter，MCU）將Ca2+攝入線粒體，從而恢復胞漿低鈣水平。隨著科技水平的進步，越來越多的技術被用于細胞鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)和鈣調(diào)控機制的研究，常見的有：放射性同位素示蹤法、膜片鉗技術和激光掃描共聚焦顯微鏡法[2]。目前亟待解決的問題是闡明鈣信號和其他細胞信號之間復雜而協(xié)調(diào)的聯(lián)系[3]。

鈣離子在時間和空間的合理分布對維持細胞生理活動至關重要，鈣信號調(diào)控的任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)細微改變都會造成嚴重的后果，而這通常與疾病的發(fā)病機制有關。如心肌細胞鈣信號紊亂將導致心律失常、心肌肥大、心肌缺血和心衰等心臟疾病，而神經(jīng)元鈣信號紊亂會造成衰老相關的神經(jīng)疾病。因此將鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)作為藥物治療靶點以及尋找新的特異性抑制劑一直都是研究的熱點。

1 質(zhì)膜鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)

1.1 質(zhì)膜鈣泵

PMCA最早發(fā)現(xiàn)于紅細胞，是P型泵（P-type ATPase）家族的一員。PMCA的活性受到鈣調(diào)蛋白CaM的調(diào)節(jié)。低鈣水平時，PMCA處于自抑制狀態(tài)，ATP結合位點被阻斷；胞內(nèi)Ca2+升高時，Ca2+與CaM結合，Ca2+-CaM復合物與PMCA自抑制域相互作用，最終暴露ATP結合位點，激活PMCA，將Ca2+轉(zhuǎn)運出細胞[4-6]。

全基因組關聯(lián)研究表明，PMCA1與高血壓和心血管疾病相關。PMCA2在小腦浦肯野神經(jīng)元和耳蝸毛細胞大量分布，其功能缺失會造成小腦共濟失調(diào)和聽力衰退。PMCA3在小腦和脈絡叢高表達，PMCA3基因突變與小腦共濟失調(diào)及醛固酮增多的腺瘤有關[4，5]。PMCA4與瘧疾耐藥性和家族性痙攣性截癱有聯(lián)系，有望成為抗瘧藥物新靶點[7]。尸檢以及動物實驗表明，隨著年齡的增加和神經(jīng)退行性疾?。ㄈ鏏D、PD）的發(fā)生，PMCAs的活性和蛋白水平逐漸下降，Ca2+外排減少，胞內(nèi)Ca2+增加，誘發(fā)鈣相關毒性，最終導致神經(jīng)功能紊亂[6]。阿爾茲海默癥時，過度磷酸化的tau蛋白抑制PMCA造成胞內(nèi)Ca2+增加，而升高的Ca2+又促進tau蛋白生成具有神經(jīng)毒性的聚合物[14]。

1.2 鈉鈣交換體

鈉鈣交換體（Na+/Ca2+Exchanger，NCX）家族屬于一個大的鈣/陽離子轉(zhuǎn)運體超家族（CaCA超家族）。NCX在哺乳動物中分3類：NCX、NCKX（Na+/Ca2+-K+交換體）和CCX（Ca2+/陽離子-交換體）[8]。NCX是鈣外排的重要途徑，其轉(zhuǎn)運模式完全可逆，作用方向依賴于膜電勢和離子濃度梯度。其正向轉(zhuǎn)運模式為交換3個Na+進細胞和1個Ca2+出細胞。

與正向模式相比，NCX的反向模式對細胞不利。例如當心肌缺血/再灌注發(fā)生后，Na+/H+交換體為清除缺血時積累的H+而使胞內(nèi)Na+升高，升高的Na+激活NCX的反向轉(zhuǎn)運模式，導致大量的Ca2+進入細胞，最終發(fā)生SR鈣超載[8]。然而，Yan ZY[9]等發(fā)現(xiàn)多巴酚丁胺的正性肌力作用的新機制與NCX有關。在心室肌細胞的去極化期，多巴酚丁胺促進電壓門控Na+通道的激活，經(jīng)Na+通道進入細胞的Na+激活NCX的反向模式，使胞外Ca2+內(nèi)流，復極化時間被延長[9]。

1.3 鈣通道

1.3.1 電壓門控鈣通道 電壓門控鈣通道（VGCC/Cavs）主要分布于興奮性細胞，如大腦、心臟和肌肉細胞。根據(jù)它們對電壓的敏感性可分為高壓激活鈣通道和低壓激活鈣通道，所有的T型（Cav3.1-Cav3.3）通道屬于低壓激活（LVA）鈣通道，而L型（Cav1.1-Cav1.4）、P/Q型（Cav2.2）和R型（Cav2.3）通道屬于高壓激活（HVA）鈣通道[10]。

在心肌細胞中，經(jīng)Cav1.2內(nèi)流的Ca2+可激活肌漿網(wǎng)RyR通道，引起鈣庫Ca2+釋放，該過程被稱作鈣致鈣釋放CICR（Ca2+-induced Ca2+release）。與Cav2通道相比，Cav1.2通道開放時間短，鈣內(nèi)流的量也相對較少，為維持細胞的正常功能需依賴CICR。Cav2主要在神經(jīng)元表達，動作電位是該通道的生理激活劑[11]。Cav2.2在神經(jīng)元有專一性的表達，刺激神經(jīng)遞質(zhì)的釋放[10]。Cav3通道可以快速地從超極化的失活狀態(tài)恢復到靜息電位，又可以快速地在靜息電位附近活化，具有起搏器的功能[11]。Cavs通道與心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關，其抑制劑的研究有很多，一些特異性良好的抑制劑已經(jīng)成為治療藥物廣泛地用于臨床（見表1）。

表1 鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)分類

續(xù)表1 鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)分類

1.3.2 配體門控鈣通道 配體門控鈣通道（LGCC）根據(jù)配體的種類可分為3類：①N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDA受體）；②煙堿型乙酰膽堿受體（nAChR）；③P2X受體。LGCC在神經(jīng)系統(tǒng)的廣泛分布表明它們對于突觸的重要性[32]。

NMDA受體是四聚體復合物，存在多種亞型，亞型之間的藥理學和功能特性存在差異。NMDA受體能夠提高突觸末端Ca2+濃度，促進神經(jīng)遞質(zhì)釋放，它與突觸的建立有關，與學習和記憶有密切聯(lián)系。NMDA受體的拮抗劑具有抗癲癇的效果[17]。高濃度的nAChR在神經(jīng)肌肉接頭處被發(fā)現(xiàn)，它參與電信號的快速化學傳遞。在人類和小鼠的海馬神經(jīng)元中，nAChR的表達隨機體的發(fā)育、衰老而變化。其中α7和α4β2受體在個體出生后第一周表達增加，在老年時急劇下降。阿爾茲海默癥患者的尸檢發(fā)現(xiàn)，α7受體在海馬星型膠質(zhì)細胞中表達上調(diào)[18]。P2X受體是陽離子ATP-門控離子通道，含7個亞型（P2X1-7），廣泛分布于外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，主要的生理性激動劑是胞外ATP[19]。不同類型的LGCC同時激活并不會出現(xiàn)疊加效應，而是產(chǎn)生交叉抑制。

1.3.3 瞬時受體電位通道 瞬時受體電位（TRP）通道是由TRP多基因超家族編碼的整合膜蛋白，包括TRPC（1-7）、TRPV（1-6）、TRPM（1-8）、TRPP（2、3和5）、TRPA（1）、TRPML（1-3）和TRPN等7個家族成員，其中TRPN只存在于無脊椎動物和魚類中[23]。TRP通道分布廣泛，除了核膜和線粒體膜外，在所有的細胞膜上均有分布。它作為感受器對細胞環(huán)境的各種變化作出回應，如溫度、壓力、滲透壓、pH和傷害性刺激等。TRP通道屬于非選擇性陽離子通道，可轉(zhuǎn)導Ca2+、Na+、Mg2+等離子，不同TRP通道對Ca2+、Na+的通透性比值（PCa/PNa）不同。TRPV5和TRPV6亞型對Ca2+有高選擇性，其PCa/PNa值大于100；一些亞型的PCa/PNa值小于10；而TPRM4和TRPM5亞型對Ca2+幾乎不轉(zhuǎn)導。TRP通道的活化機制包括膜電位、膜磷脂、磷酸化、配體等，其活化促進細胞膜去極化，進而激活電壓依賴的離子通道，導致胞內(nèi)Ca2+濃度的變化[33]。

2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum，ER）鈣穩(wěn)態(tài)的維持：①ER鈣結合蛋白（集鈣蛋白、GRP78、鈣網(wǎng)蛋白、鈣聯(lián)蛋白等）增加鈣庫的Ca2+容量；②ER鈣攝取通道與鈣釋放通道之間的平衡[24，34]。

2.1 肌漿網(wǎng)/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣泵

肌漿網(wǎng)/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣泵（SERCA）是ER攝取Ca2+的主要途徑，它通過消耗ATP將Ca2+逆濃度梯度泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。SERCA是一個分子量為110 kDa的跨膜蛋白，含2個Ca2+結合位點。3種基因（ATP2A1-3）編碼了至少14種不同的SERCA亞型，它們的表達具有生物和組織特異性[24]。Ravier MA等[35]發(fā)現(xiàn)，在胰島B細胞中，葡萄糖誘導的胰島素分泌完全依賴于鈣內(nèi)流，胞內(nèi)升高的Ca2+激活SERCA2b和SERCA3將過高的Ca2+攝入ER，另外，ER強烈的鈣內(nèi)流會減弱SERCA活性或激活ER鈣釋放機制。即SERCA維系了細胞鈣信號調(diào)節(jié)和細胞鈣穩(wěn)態(tài)。研究表明，心衰與SERCA功能低下有關，增強SERCA活性和恢復SERCA正常表達是治療這類心衰的有效措施。在一項早期臨床試驗中，以Ⅰ型腺相關病毒（Adeno-associated virus type 1，AAV1）為載體的AAV1-SERCA2a基因轉(zhuǎn)染法，可以恢復晚期心衰患者的SERCA2a表達，減輕心衰患者的臨床癥狀[36]。而SERCA的激活劑Istaroxime[37]和Pyridone derivative[38]可以治療心衰，CDN1163[39]是治療糖尿病和代謝異常的潛在藥物。關于SERCA的抑制劑，毒胡蘿卜素[40]（thapsigargin，TG）相關的前藥可用于抗癌，環(huán)匹阿尼酸[41]（CPA）衍生物可用于抗瘧。

2.2 IP3Rs和RyRs

1，4，5-三磷酸肌醇受體（IP3Rs）和蘭尼堿受體（RyRs）是ER/SR的鈣釋放通道家族，各有3種亞型，在魚類中可能還存在RyRs的第4種亞型。IP3Rs是細胞中最普遍的鈣通道，3個亞型的同源性高達60%～80%。胞漿游離Ca2+濃度對IP3Rs具有雙向調(diào)節(jié)作用，即低濃度鈣促進IP3Rs活性，而高濃度抑制。當ER Ca2+濃度低于30%時，將快速降低IP3Rs對IP3的敏感性，這有利于防止鈣庫過度損耗[42]。2-APB是IP3R的非選擇性抑制劑，肝素是競爭性拮抗劑。肝素對IP3Rs不同亞型的親和力不同：IP3R3＞IP3R1≥IP3R2。2-APB和高濃度的咖啡因選擇性地抑制IP3R1而不影響IP3的結合[25]。

RyR1分布于骨骼肌，RyR2分布于心肌，RyR3在大腦、平滑肌和慢肌纖維骨骼肌都有表達。影響RyRs的因素有Ca2+、Mg2+、ATP、咖啡因、環(huán)腺苷二磷酸和磷酸化/去磷酸化，另外還有鈣調(diào)蛋白、隱鈣素、FK-506結合蛋白和DHPR環(huán)肽的調(diào)節(jié)[2]。如前所述，RyRs通道的激活與質(zhì)膜上的VGCC相關，形成CICR事件。RyRs的功能異常與心衰、心律失常、肌病、糖尿病以及神經(jīng)退行性疾病相關[27]。有觀點認為，ER鈣釋放通道不需特定的刺激而處于開放狀態(tài)，它意味著這些通道具備著低活性或低表達量或低開放概率的特點，否則將造成鈣庫耗竭，導致ER應激[43]。也有觀點認為，只有當[Ca2+]ER達到某個水平時，ER鈣釋放通道才能開放，其活性由[Ca2+]ER控制。心肌細胞中因SERCA活性的增加而增加了鈣火花出現(xiàn)的頻率，這是[Ca2+]ER對RyR2調(diào)控的例子[35]。

2.3 TMCO1

TMCO1（transmembrane and coiled-coil domains 1）又稱ER鈣過載激活的鈣離子通道，是ER跨膜蛋白。當ER出現(xiàn)鈣超載時，TMCO1由單聚體組裝成四聚體的通道，介導ER腔的Ca2+釋放，使ER恢復鈣穩(wěn)態(tài)[44]。TMCO1缺陷會導致顱面畸形、骨骼異常、智力遲鈍等多種疾病。Sun Z等[45]發(fā)現(xiàn)TMCO1對卵泡的發(fā)育十分重要。敲除Tmco1的雌性小鼠表現(xiàn)出卵泡逐漸喪失、卵泡發(fā)育受損和生育能力低下等癥狀，這與卵巢功能早衰癥狀類似。Li J等[46]研究發(fā)現(xiàn)，TMCO1介導的鈣釋放可促進Ca2+/CaMKⅡ信號通路，從而促進成骨細胞的骨形成過程。TMCO1可能成為治療骨質(zhì)疏松的新靶點。

2.4 其他

①TMBIMs：TMBIMs是pH依賴的鈣釋放通道[47]，共有6種亞型，其中TMBIM6存在于ER，TMBIM4存在于高爾基體，其余不詳。②其他具有爭議的：Sec61α、Bcl-2、TRPV1、早老素類和SERCA1T[34，43]。

3 線粒體鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)

線粒體具有雙層膜結構，分為線粒體外膜（OMM）、膜間隙、線粒體內(nèi)膜（IMM）和線粒體基質(zhì)4部分。線粒體基礎鈣振蕩是產(chǎn)生ATP的驅(qū)動力。線粒體Ca2+的攝取和釋放分別由線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運體（mitochondrial Ca2+uniporter,MCU）和線粒體Na+/Ca2+-Li+交換體（Na+/Ca2+-Li+exchanger，NCLX）完成，兩者共同維持了線粒體的鈣穩(wěn)態(tài)。線粒體鈣超載將誘導線粒體通透性轉(zhuǎn)化孔（MPTP）開放，Ca2+和各種促凋亡因子經(jīng)MPTP進入胞漿，導致了細胞損傷和凋亡[48]。

MCU不含經(jīng)典的Ca2+結合域，無法自行調(diào)節(jié)通道活性。研究表明，存在多種輔助亞基與MCU相互作用，控制MCU的開放，與MCU共同組成了線粒體的Ca2+攝取通道。這些亞基包括：EMRE（Essential MCU regulatory element）、MICU（Mitochondrial Ca2+uptake）1/2/3、MCUR1（MCU regulator 1）[49]。MICU1被稱作MCU的“門衛(wèi)”，胞漿Ca2+濃度較低時，它可以阻止Ca2+通過MCU進入線粒體。Dong Z[50]等發(fā)現(xiàn)，人類MCU的第97位半胱氨酸（Cys-97）是氧化還原感受器。當細胞氧化應激時，Cys-97發(fā)生谷胱甘肽化，使MCU通道活性增加，隨之發(fā)生的是線粒體鈣攝取率升高、線粒體活性氧增加，以及線粒體鈣超載誘導的細胞死亡。Guan L[51]等研究了MCU與心肌缺血再灌注（I/R）的關系及相關機制。在I/R時，MCU表達升高，促進鈣蛋白酶的活化，下調(diào)視神經(jīng)萎縮相關蛋白1（OPA1），最終導致線粒體功能失衡。

近年來，許多研究集中于線粒體與其他細胞器連接部位的結構和功能上。線粒體外膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜存在緊密聯(lián)系，被稱作線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結構耦聯(lián)/線粒體相關膜（Mitochondriaassociated membranes，MAM）。MAM參與多種細胞過程，包括鈣穩(wěn)態(tài)的維持、自噬、脂質(zhì)代謝、細胞凋亡和腫瘤增殖等。在MAM結構中，ER和線粒體之間的距離為10～30 nm，這有利于物質(zhì)的有效運輸，節(jié)省擴散運輸?shù)臅r間。葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白75（Glucose-regulated protein 75，GRP75）是MAM的分子伴侶，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)IP3Rs Grp75與線粒體外膜的電壓依賴性陰離子通道1（VDAC1）進行物理連接，IP3Rs釋放的Ca2+經(jīng)VDAC1進入線粒體膜間隙，再經(jīng)MCU進入線粒體基質(zhì)[52]。多種氧化還原敏感的蛋白調(diào)節(jié)MAM功能：Ero1α、Erp44、TMX1和Sigma-1受體（Sig1R）。Sig1R通過穩(wěn)定IP3R的釋鈣功能來延長由ER向線粒體的鈣信號傳播。另外，線粒體鈣瞬變能夠誘導H2O2從線粒體嵴釋放，H2O2又促進ER Ca2+釋放[48]。

4 其他鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)

4.1 CRAC

鈣池操縱性鈣內(nèi)流（Store operated calcium entry,SOCE）是非興奮性細胞中普遍存在的鈣進入途徑。1977年Putney首提SOC的概念，而CRAC（Calcium release activated calcium）通道是典型的SOCE通道，由ER鈣離子感受器蛋白STIM和質(zhì)膜Orai離子通道組成。當ER鈣庫耗竭時，STIM1構象重排變成二聚體，與Orai1相互作用，Orai1通道被激活，促進胞外Ca2+內(nèi)流，隨后被SERCA攝入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，最終實現(xiàn)ER鈣庫的重新填充[52]。SOCE通道由質(zhì)膜-ER膜微域形成，因此，SOCE不會致全細胞鈣升高，只是微域內(nèi)鈣升高。

4.2 線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結構耦聯(lián)

近年來，許多研究將注意力集中在線粒體與其他細胞器連接部位的結構和功能上。線粒體外膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜存在緊密聯(lián)系，被稱作線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結構耦聯(lián)/線粒體相關膜（mitochondria-associated membranes，MAM）。MAM參與多種細胞過程，包括鈣穩(wěn)態(tài)的維持、自噬、脂質(zhì)代謝、細胞凋亡和腫瘤增殖等。MAM結構中ER和線粒體之間的距離短（僅10～30 nm），有利于物質(zhì)的有效運輸，節(jié)省擴散運輸?shù)臅r間。葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白75（glucose-regulated protein 75，GRP75）是MAM的分子伴侶，將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)IP3Rs與線粒體外膜的電壓依賴性陰離子通道1（VDAC1）進行物理連接，IP3Rs釋放的Ca2+經(jīng)VDAC1進入線粒體膜間隙，再經(jīng)MCU進入線粒體基質(zhì)[53]。多種氧化還原敏感的蛋白調(diào)節(jié)MAM功能：Ero1α、Erp44、TMX1和Sigma-1受體（Sig1R）。Sig1R通過穩(wěn)定IP3R的釋鈣狀態(tài)，從而延長由ER向線粒體的鈣信號傳播。另外線粒體鈣瞬變能夠誘導H2O2從線粒體嵴釋放，H2O2又促進ER Ca2+釋放[48]。

4.3 雙孔通道

真核細胞中，雙孔通道（Two-Pore Channels，TPCs）是介導Na+、Ca2+轉(zhuǎn)運的離子通道家族，包括三個亞型（TPC1-3），每個亞型由兩個重復的6次跨膜結構組成。TPCs定位于細胞的酸性鈣庫，如核內(nèi)體和溶酶體。人類只有TPC1/2兩種通道，而不含TPC3，TPC3存在于一些哺乳動物和脊椎動物中，且在細胞質(zhì)膜和內(nèi)溶酶體膜均有分布。TPC1/3是電壓門控通道，而TPC2是配體門控通道，其開放依賴于PIP2與內(nèi)溶酶體的結合[29]。在多數(shù)真核細胞中，煙酸腺嘌呤二核苷酸磷酸（NAADP）促進酸性鈣庫的鈣釋放，使胞漿Ca2+濃度短暫升高，影響細胞的生理過程。雷帕霉素靶蛋白（mTORC1）與TPC1/2結合形成復合物抑制TPC通道的開放。TPCs通過釋放Ca2+入胞漿來控制物質(zhì)（如受體蛋白、病毒）的運輸，可以將TPCs作為靶點篩選對抗埃博拉病毒的藥物。Christopher J等[30]證明多巴胺拮抗劑和選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑通過縮短TPC2的開放時間來抑制其活性，通過抑制TPC2的電流來阻斷埃博拉病毒的入侵。已被鑒定為TPC的阻滯劑包括：吩噻嗪類（氟奮乃靜、甲哌氟丙嗪、普魯氯嗪和甲硫噠嗪）；雌激素調(diào)節(jié)劑類（克羅米芬、他莫昔芬、托瑞米芬、雷洛昔芬和巴多昔芬）。從進化上看，TPCs可能是電壓門控鈣/鈉通道（CaV和NaV）的中間體，實驗證明CaV和NaV的阻滯劑對TPCs有效[54]。

4.4 鈣隧穿（Ca2+ Tunnelling）

Ca2+在胞漿擴散的過程中，可能激活不必要的信號通路，如果存在一種機制避免這種情況的發(fā)生將是十分有利的。Petersen OH等[55]重點研究了兩類不同的細胞（胰腺腺泡細胞和青蛙卵母細胞），提出了一種新的鈣轉(zhuǎn)運模式，即鈣隧穿（Ca2+Tunnelling）。在胰腺腺泡細胞中，Ca2+從基底膜CRAC通道進入細胞、經(jīng)SERCA、ER、IP3R到達頂膜附近，調(diào)節(jié)消化酶的轉(zhuǎn)運和分泌，并激活腺泡漿膜的氯離子通道（ANO1）（見圖2）。胞漿鈣結合能力遠高于ER，而鈣隧穿模式很好地解決了胞漿對Ca2+高度緩沖的問題，也避免了激活其他Ca2+依賴過程的風險。這種鈣轉(zhuǎn)運機制既高效又精準。推測鈣隧穿具有普遍性，在其他細胞中也可能存在。

5 結語與展望

Ca2+是細胞內(nèi)重要的第二信使，鈣信號的調(diào)控方式多樣，調(diào)控機制復雜。鈣泵、鈣通道和鈉-鈣交換體對Ca2+的精確調(diào)控實現(xiàn)了細胞的正常生理活動，它們的功能一旦異常將導致細胞鈣穩(wěn)態(tài)失衡，引發(fā)一系列疾病，它們是新藥開發(fā)的重要靶點。而對鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的結構組成和藥理學性質(zhì)的研究是藥物開發(fā)的前提。近年來一些新的鈣轉(zhuǎn)運模式被發(fā)現(xiàn)，例如，質(zhì)膜-ER膜微域、ER膜-線粒體膜微域和鈣隧穿等。它們的結構功能和作用機制被相繼報道，但仍存在爭議。醫(yī)藥學專家需要進一步研究鈣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的生理病理特性，揭示它們與疾病的關系，找到治療疾病的新途徑。