钙离子钙离子通道与载体

1、钙离子、钙离子通道与 T淋巴细胞的激活于路遥121140072摘要：钙离子通过钙离子通道调节其浓度影响 T淋巴细胞的激活。 关键词：钙离子 钙离子通道 钙离子振荡 T淋巴细胞 激活Abstract : Calcium ions through calcium channels adjusting its concentration to affect the activation of T lymphocytes.Keywords: Calcium Calcium channel Calcium oscillation T lymphocyteActivati on1. 钙离子在这一课题下我们

2、首先要提到的 是钙离子。钙离子【Ca2+】对维持肌 体细胞正常生理功能来说非常重要， 因为Ca2+可以帮助肌细胞、神经细胞 等维持细胞功能。大量的实验已经证 实Ca2+是一种普遍存在的第二信使， 在细胞内传递信息并调控一系列生命 过程（比如基因转录、蛋白质的合成 与分解、细胞的生长与凋亡等【1-3】）。 细胞内Ca2啲持续振荡（详见3.钙离 子振荡）是细胞赖以生存的基础，一一 旦Ca2+的振荡消失，或者振幅和周期 发生比较大的变化，细胞就可能发生 病变，甚至死亡。一般有两种途径可 以提高细胞内Ca2+的浓度：一是通过 胞内Ca2+库释放Ca2+，二是细胞外的 Ca2+ffi过细胞膜上的Ca2+

3、通道进入细 胞。在很多类型的细胞中，当细胞外 环境的Ca2+被移除后，细胞质中Ca2+ 的振荡会随之消失，这表明，细胞膜 上的Ca2+通道（详见2.钙离子通道） 和细胞质中的Ca2+振荡有着密切的关 系【4】。对于兴奋性细胞【能够接受刺激 并且产生动作电位的细胞】来说，位 于细胞膜上的通过电压调控的 Ca2+通 道【VDCC是细胞外Ca2+流入细胞的 主要途径；但是大部分非兴奋性细胞 没有VDCC CRACS道是迄今为止所发 现的非兴奋性细胞中细胞外 Ca2+流入 细胞内的主要途径【5-6】，而细胞 膜上持续的Ca2+流保证了信号的正常 传播【7】。CRAC1道的开放由细胞内 部Ca2+释放所

4、导致的细胞 内内质网Ca2+浓度的降低所触发，该通道的选 择透过性很高，以至于除了 Ca2+以外， 几乎所有的阳离子都不能由此通道进 入细胞内。在钙离子与T淋巴细胞的激活中 将提到钙离子在T淋巴细胞的激活中 所扮演的重要角色，而由 可以看出 钙离子通道对T细胞钙离子的调控十 分重要，所以在下面一节将对钙离子 通道进行描述。2. 钙离子通道中已经提到T淋巴细胞膜上的 CRAC 是细胞外Ca2+®入细胞的唯一 通道。CRAffi道是表达于非兴奋细胞 膜上的慢Ca2+通道（由于CRA通道具 有慢Ca2+1透特性，导致这一过程引 发的的电流很微小，使得寻找CRAffi 道的过程耗费了科学家们

5、20多年的时 间）。1986年，Putne【8】推测T淋巴 细胞胞外Ca2+通过CRAffi入细胞，后 来的研究证实了这一观点（详见本节 后半段）。CRA通道的组成和激活与 两个蛋白SrllMl【stromalin teracti on molecule 1】和 Orail【calci Uni release activated calcium modulator 1， CRACMl 密切相关。STIM在人类有两种同源蛋白： STIMI和STIM2 STIMI是内质网中的 Ca2+感受器，它能感受Ca2+库中Ca2+ 的浓度，然后把信息传递给CRA通道， 从而调控通道的开启和关闭【9】。 ST

6、IM2也是内质网Ca2+感受器，能够维 持细胞质的基础Ca2+浓度，但在许多 细胞中无明显信号传递作用【10】。Orai在人类有3种同源蛋白质：Orail、Orai2和Orai3，三者共同组成了杂多 聚物。其中，Orml蛋白横跨细胞膜， 构成CRA通道【11-13】。STIMI和Orail 的共表达能够放大免疫突触局部的 CRA电流，Oral2 和Orai3 与STIMI共表 达时也可形成CRA样的电流【9】。 STIMl蛋白的氨基端位于内质网腔内， 含有低亲和力的EF臂 14-16】。当内 质网钙离子库饱和时，EFW与钙离子 结合，Orail蛋白以单体形式游离在细 胞质膜上，CRA通道处于关

7、闭状态16】。当细胞受到外界刺激，配体 与免疫受体、G蛋白耦联受体等细胞膜 表面的受体结合，磷脂酶C舌化，磷酯 酰肌醇二磷酸PIP2】水解，产生三 磷酸肌醇IP3，IP3与内质网上的 IP3受体结合，内质网上的Ca2+1道开 放10-11】。内质网中的Ca2+外流至 胞质内，内质网钙离子库耗竭，钙离 子从STIMl上解离，STIMI蛋白迁移并 聚集到质膜附近的节点处10-12 , 触发细胞膜上的Orail亚基形成并开 启CRA通道10，15,钙离子内流。 此时细胞内Ca2+作为第二信使，激活 细胞核中某些基因的表达，活化T淋巴 细胞19-20】。T淋巴细胞活化后， CRAffi道表达水平升高，

8、对增强钙离 子信号有重要的作用10】。初始T细 胞受体识别后.CRA通道的组成部分 STIMl、Orial、Oria2、Oria3 的 mRNA 水平上升，促进活化的T细胞中储存、 控制的钙离子内流增强，这对于基因 表达、克隆扩增和T细胞分化十分关键21，但Oria2和Oria3的功能尚需 进一步研究。近几年的研究表明，一 些人类疾病（如重度联合免疫缺陷、 过敏、血栓和乳腺癌等），与CRA的 活性异常有关。通过选择性地抑制 Omil的功能或者Orail与STIMI的偶联 过程，可以选择性地抑制异常的免疫 反应，而这一过程并不抑制机体正常 的免疫功能。这将会成为一种理想的 治疗措施20】，因此，

9、靶向于CRAC 的药物具有一定的临床价值。尽管现 在还未能获得抑制CRA的临床药物， 但一些公司已经开始对此进行一些药 理学研究。一种选择性的CRA阻断剂 即将进人临床试验。在T淋巴细胞激活过程中,首先发 生的是细胞内IP3的升高（详见5.钙 离子与T淋巴细胞的激活）。这时IP3 与内质网上的IP3受体结合,打开内 质网上的Ca2+1道，使内质网中的 Ca2+外流至胞质内,这一过程一方面 升高了胞质中的Ca2+浓度,另一方面 使内质网中的Ca2+浓度因为消耗而降 低，这可以激活细胞膜上的CRAC使 其开放,促使细胞外的Ca2+1入细胞 内，使细胞内Ca2+勺浓度进一步升高。 作为第二信使,Ca

10、2+会激活细胞核中 某些基因的表达，达到活化T淋巴细 胞的目的（详见5.钙离子与T淋巴细胞 的激活）。实验表明,因内质网中Ca2+流入 胞质所增加的胞质内Ca2+浓度还不足 以激活T淋巴细胞，而Ca2+!过CRAC 进入胞质，使胞质Ca2+1 一步升高，这 才是激活T淋巴细胞的原因。前述IP3 与其受体结合可打开细胞膜上CRAC 研究表明，这种作用持续的时间，只有 约十分钟。但细胞膜Ca2+1道的开放 可以持续约一小时之久。说明还有另 外一种机制延续了细胞膜上CRAC的 开放。Guse等的研究表明21,抗 原与TCR的结合可以促进胞内生成另 一种第二信使，cyclic ADP2ribosecA

11、DPR ,它可以与内质网上的相应 受体ryanodinereceptor , RyR 】 相结合,促进内质网中的Ca2+继续外 流至胞质。而这一作用可以持续一个 小时以上。这样一来,淋巴细胞Ca2啲 内流可以通过内质网上的至少两种受 体的开放,促进内质网中的Ca24流入 胞质。关于cADPR，究竟抗原与TCR结合 后是如何激活CAD2PR酶,从而达到增 加胞内cADPR浓度目的,其作用机理 目前还不清楚。另外还存在一个问题， 就是这些研究主要是在Jurkat cell 中发现的，究竟正常T淋巴细胞是否 存在这种机制还没有定论。前面已经提到，细胞膜上Ca2+通 道具有一个特点,它对Ca2+勺选择

12、性 很高【22】,以至于CRA对其它的阳离 子,如Na+等,几乎是不通透的。因此, 在它开放时,只有Ca2+通过电位梯度 和浓度梯度的作用进入胞质。这种极 强的选择性，保证了在它开放时只有 Ca2+1入胞内,其它阳离子不能进入。 由于Ca2+无论是在细胞内还是在细胞 外，它的浓度的绝对值都很低，所以通 过CRAC进入细胞内的Ca2环致于影 响细胞膜的电位梯度，这使得Ca2+可 以顺电位梯度持续内流。从膜片钳研 究结果来看,Jurkat cell上的CRA受体的数量是很少的，估计每一个 Jurkat cell 上只有100400个。(而 且研究发现，它的开放是全或无的【23】。)受体数量少增加了

13、克隆CRAC 基因的难度。由于CRAC尚未克隆成功， 因此对它的一些特性还不十分了解。 近年来的研究证明，胞质Ca24浓度的 升咼,不仅其绝对值有意义,Ca2+升咼 的不同类型【pattern】或不同Ca2啲 振荡【oscillation】可以具有不同的 信号意义。现在Ca2+勺振荡已经作为 一种振荡密码【encoding】而引起了 大家的注意。3. 细胞内钙离子振荡前面已经提到，细胞内Ca2+浓度 升高,可以作为第二信使通过对细胞 核DNA转录进行调节,进而影响细胞 的功能,包括粘附性、细胞迁移、基因 表达、细胞增殖等等。实验表明，细胞 内Ca24浓度的升高可以分别调节不同 的转录因子，从而

14、影响不同的细胞功 能。细胞内的Ca2 +浓度的升高,可以 是单次的上升，也可以是反复的振荡 或持续升高的平台期等等不同的型式【pattern】或振荡【oscillation】。 这些不同的型式或振荡是否可以产生 不同的生物学效应？对啮齿类B淋巴 细胞的一项研究可以说明Ca2+振荡的 作用。Dolmetsch【24】的研究证 明,Ca2+在B细胞内升高的幅度和持 续的时间与一些促炎性转录因子，包 括NF2k B , c2Jun N2terminal kinase【JNK和NFAT等的活化有关。NF2k B 和JNK勺活化可以由细胞内Ca2+勺单 次升高所引起。但NFAT活化只能由 Ca2 +的低

15、升高平台期【a low , sustained Ca2+plateau 】所活化。T 淋 巴细胞的激活同样受到Ca2+K荡的调 节。Dolmetsch等【25】发现,在Jurkat cell中,如果造成细胞内Ca2-振荡， Ca2+浓度低于200nmol/L即可激活 NFAT依赖的转录因子。如果不造成 Ca2+振荡，激活同样程度的NFAT依赖 转录因子,则需要更高的细胞内Ca2+ 浓度。因此,Ca2+振荡可以提高细胞对 刺激的敏感性。提高细胞对刺激的敏 感性,可以使T淋巴细胞在受到较弱 的抗原刺激时就被激活。他们的研究 还表明,Ca2+振荡的频率大于每400 秒一次的振荡，配合每30分钟振荡一

16、 次的频率，可以激活白细胞介素2的基 因表达；而单纯的每30分钟一次的振 荡,可以激活白细胞介素8的基因表 达。如果把这些细胞内Ca24振荡排列 组合起来，将形成一种振荡编码，可调 节不同细胞因子的组合分泌。造成淋 巴细胞中Ca2+K荡,实际上是细胞中 升高Ca24和降低Ca2+t度两种因素相 互作用的结果。1能升高Ca24浓度的因素有：(1) 胞内IP3与IP3受体相结合, 打开内质网上的Ca2+通道,释放内质 网中的Ca2+®入胞质；(2) 细胞中的另一种第二信使 cyclic ADP2ribose【cADPR ,它可以与内质网上的相应受体【RyRI相 结合,促进内质网中的Ca2

17、+外流至胞 质；(3) 细胞膜上CRAC的开放可以引 起胞外的Ca2+进入胞内； 细胞膜上的K+通道开放,K+外流使膜电位的负值升高【超极化】， 有利于Ca2+顺电位梯度进入细胞内；(5)细胞内Ca2+浓度的升高,可以 促使线粒体内Ca2+流入胞质； 细胞内Ca2+浓度的升高可以 产生一种正反馈的作用促使CRAC进 一步开放,胞外Ca2+内流。2能降低胞内Ca2+浓度的因素有：(1) K+通道关闭，K+外流作用减 少,膜内负值减少，产生去极化，不利 于Ca2+顺电位梯度流入；(2) 内质网上有一种能将胞内的 Ca2+泵入内质网的离子泵2SERCA【Sarco2e ndoplasmic reti

18、culum Ca2+-ATPasd ,它的启动可以降低胞 内的Ca2+浓度；(3) 细胞膜上有Ca2+泵可以逆浓 度梯度和电位梯度将胞质中的Ca2+泵 出胞质； 细胞中的线粒体可以起Ca2+ 缓冲作用，当细胞中的Ca2+过高时，它 可以吸收胞质中的Ca2+t入线粒体； 而当胞质中的Ca2+降低时又可以释放 线粒体中的Ca2+进入胞质。由于有上述这些因素的存在，它 们的相互作用可以十分灵活地调节细 胞内的Ca2+t度,形成不同的信号型 式。因此,淋巴细胞中的Ca2+信号,不 仅仅是一种单纯的“开”或“关”的 作用。它的作用决定于Ca2 +升高的幅 度、持续时间，以及它的动态变化型式【am2pli

19、tude , durati on and kinetics】【26】。这样,细胞内Ca2+ 的变化就形成了不同的信号型式【Ca2+sig nali ng pat2tern】。破译不同形式的Ca2+信号所代表的不同生 物学意义,可以大大加深人们对淋巴 细胞功能调节机制的认识，是一个很 有前途的研究领域。4. T淋巴细胞T淋巴细胞【T lymphocyte】简 称T细胞，是数量最多、功能最复杂 的淋巴细胞群，负责执行适应性细胞 免疫应答，并在TD-Ag诱导的体液免 疫应答中发挥重要的辅助作用。T细胞 和B细胞一样，都是由多能造血干细 胞【MHS】发育分化而来。MHSC首先 分化为髓样祖细胞和淋巴样

20、祖细胞， 胚胎第7周时，淋巴样祖细胞定向发 育成原T【pro-T】细胞【表型为CD410 CD3-、CD8+ CD25- C-kit+、Lin-、 TCRxB -】，在胸腺血管形成之前，胸 腺原基分泌的趋化因子就会吸引循环 血液中的原T细胞进入其内。原T细 胞先后来自卵黄囊、胎肝和骨髓，但 它进入胸腺的具体途径和机制还不完 全清楚。原T细胞进入胸腺被膜下而 未到达胸腺皮质之前，称前T【pre-T】 细胞，当其进入胸腺皮质后即称为胸 腺细胞。【27-35】5. 钙离子与T淋巴细胞的激活T 淋巴细胞在受到抗原的刺激时 被激活。激活T淋巴细胞的机制十分 复杂。抗原分子进入体内后，经过抗原 呈递纟田胞

21、【antigen presenting cell ,APC】的处理,与MHC形成抗原 复合分子，再与T淋巴细胞上的受体 【TCR结合。这种受体和配体的结合, 在T淋巴细胞内主要通过三条途径激 活淋巴细胞，即通过ras、PKC和Ca2+。 其中细胞内Ca2+这一通路与细胞膜上 其它离子通道，如K+通道有密切的关 系。当抗原复合物与TCR结合后,通过 胞内IP3与内质网上的IP3受体【IP3R】结合，打开内质网上的Ca2+1 道,Ca2+进入胞质。这种内质网中Ca2+ 的释放或消耗【depletion】,可以打 开T淋巴细胞膜上的Ca2+通道【Ca2+release activated Ca2+c

22、hannel ,CRAC】 ,Ca2+ 由胞外进 入胞内。细胞内Ca2升高,可以通过钙 调素依赖磷酸酶【calc in euri n】等中 间环节，作用于细胞核的DNA，调节细 胞因子等的基因表达，激活T淋巴细 胞。在这一通路中，细胞内Ca2+浓度的升高,可以激活细胞膜上对Ca2+敏 感的 K+ 通道【calcium acti2vated K+ channel ,KCa】,促使细胞内K+流向 细胞外,使膜内的电位进一步变负，有 利于Ca2+顺电位梯度进入细胞内。这 实际上是一种正反馈性调节，促使细 胞膜上的CRAC进一步开放,有更多的 Ca2+t入细胞内【详见本节后半段】。 此外,胞内Ca24

23、浓度的升高,也可以促 使细胞内线粒体进一步释放Ca2+,增 加细胞质内的Ca2+浓度。胞内Ca2+浓 度的升高,作为第二信使，可激活T淋 巴细胞。细胞内也有一些机制可以降 低Ca2+浓度,如细胞膜上有Ca2+泵【PMC】，将细胞内的Ca2+逆浓度梯度 和电位梯度，由细胞内流向细胞外。内 质网上也有一种泵【sarco2e ndoplasmic reticulum Ca2 +2ATPases,SERC】可以将胞质内的 Ca2+泵入内质网。以上对细胞内 Ca2+ 的正向和负向的调节不仅可以影响细 胞内Ca2+的浓度,而且可以形成Ca2+ 的振荡【oscillation】,更精确地调 节细胞的功能。T

24、细胞激活的途径有多种，但无论 是特异性抗原还是有丝分裂原还是抗 T细胞表面分子的单克隆抗体所激活 的T细胞，它们早期变化的重要现象 之一都是细胞内钙离子浓度的增加。 研究结果表明，在有抗原递呈细胞存 在的条件下，特异性抗原【T, T】可 刺激该克隆系统中的细胞，使其细胞 内钙离子浓度显著增加。如果反应系 统中只有克隆细胞和抗原递呈细胞而 无特异性抗原，或者只有克隆细胞和 特异性抗原而无抗原递呈细胞，则不 能使该克隆细胞内的钙离子浓度增 加。而且，该反应系统中，抗原递呈 细胞必须与抗原特异性T细胞克隆在 主要组织相容性抗原决定簇上一致。(这与特异性抗原在激活过程中的 MHC艮制性要求是相吻合的。

25、)不同条件下所激活的T细胞内钙 离子浓度增加的过程是不完全相同 的。最适激活浓度的 PHA和Con A可 使T细胞内的钙离子浓度在2A-3分钟 内增加1.5八2.5倍，并至少可以持续10分钟；而特异性抗原所作用的 T细 胞，直到抗原刺激后三小时，才会出 现细胞内钙离子浓度的增加【36】。 这可能反映了不同激活条件所依赖的 触发机制不同。目前一般认为，在T细胞激活的早期过程，T细胞磷酷酞肌 醇二磷酸水解生成肌醇三磷酸，后者 促使细胞质内质网钙库释放钙离子和 /或由细胞外钙离子内流，使细胞内钙 离子浓度增加。将小鼠胸腺细胞与Con A相作用，可使细胞内肌醇三磷酸增 高.并伴 随着细胞内钙离子浓度的

26、增加【40】。 T细胞表面抗原T3的单克隆抗体也可 以导致T细胞内肌醇三磷酸的升高和 短暂的细胞内钙离子浓度增加，这种 短暂的细胞内钙离子浓度的增加并不 依赖于细胞外钙离子的存在【41】。 这提示我们肌醇三磷酸在刺激细胞内 钙从内质网钙库释放出来的过程中起 着重要的作用。可是，当细胞外介质 中存在一定浓度的钙离子的条件时，T 细胞激活过程中钙离子浓度的增加， 就成为一个持续的过程。钙离子通道 阻断剂Nifedipine 在50uM浓度时， 就阻滞了 PHA所致的T细胞内钙离子 浓度的增加反应【37】。这说明细胞 外钙离子内流的机制参与了这一过 程。进一步的研究表明，在 T细胞激 活所致的钙离子

27、增加过程中，钙离子 通道的激活和内质网钙库的释放均可 由肌醇三磷酸所介导。细胞内钙离子浓度的增加是 T细 胞增殖的重要条件之一。已经知道，T 细胞激活增殖的大致步骤是：(1) 抗原等外界分子作用于T细胞 表面受体糖蛋白分子；(2) 激活信号经 由胞质中的信使 分子传递至胞核，启动了基因组中白细胞介素2及其受体基因的转录和翻 译，使T细胞分泌IL-2和表达IL-2191 受体，3，IL-2作用于IL 一 2受休， 于是再一次发生细胞表面分子反应过 程，其信号再次经由胞质中的信使分 子作用于胞核，触发了 DNA的复制过 程，导致T细胞分裂增殖。有证据说明，细胞内钙离子可能 作为T细胞激活、增殖过程

28、中的信使 分子，在传递抗原等外界分子的刺激， 启动相关基因的转录及其后续过程 中，发挥重要作用。Weiss【1984】【42】 曾提出了 T细胞活化过程中的两个早 期活化信号是细胞内钙离子浓度增加 和蛋白激酶C的激活。当T细胞受体 【T1或T3】受到刺激时，可以激活磷 脂酶C,后者使磷醋酞肌醇-4, 5 一二 磷酸分解为肌醇【35, 38, 39,】三磷 酸和甘油二酷。肌醇三磷酸可使细胞 质内钙离子浓度增加，而甘油二酯则 可激活蛋白激酶C,这两种信号就可以 启动IL-2基因的转录。比较PHA诱导 的T细胞内钙离子浓度、IL-2的分泌 量及3H胸腺嘧啶的掺入量，发现三者 之间有着明显的关联，当使

29、用钙离子 螯合剂或离子通道阻断剂时，则PHA诱导的上述三种变化均被抑制【32】。 这就清楚地说明，细胞内钙离子浓度 的升高对于IL-2的分泌和T细胞的增 殖有着至关重要的意义。在钙离子参与的信使传递系统 中，无论在哪一个水平受阻，都将导 致T细胞激活过程的障碍。用钙离子 通道阻断剂 Verapam-i1 和 Nifedipine 阻滞细胞外钙离子经过钙离子通道进 入细胞，再测试T3单克隆抗体刺激的 人外周血T细胞的增殖反应，结果发 现，两种钙离子通道阻断剂均对 T细 胞的增殖反应呈现一剂量依赖性的抑 制作用。这种抑制作用既表现在对T3单克隆抗体单独刺激的人外周血 T细 胞增殖反应方面，也表现在

30、T3单克隆 杭体与IL-2共同刺激的T细胞增殖方 面【43】。当用钙调蛋自【Calmodulin 拮抗剂三氟过吖嗪【Trif luoperazine】时，同样也抑制了T:单克隆抗体所刺激的T细胞的增殖反 应。多粘菌素B【Polyxin B】是一种 种强烈的蛋白激酶 C抑制剂，它也能 显著地抑制T3单克隆抗体刺激的T细 胞增殖反应【43】。这说明，无论是 消除细胞内钙离子浓度的增加还是抑 制蛋白激酶C或钙调蛋白的活性，均 能影响T细胞的增殖反应。因此，尽 管细胞内钙离子浓度的增加确是细胞 增殖的重要条件，但就整个活化信号 而言，钙离子只是T细胞激活早期过 程中的信号之一，并非唯一的信号。； 另外

31、，钙离子与蛋白激酶 C这两个信 号既彼此独立，又彼此协同，彼此联 系。细胞内钙离子浓度的增加，对于 T细胞产生IL-2也是十分重要的。将 小鼠辅助性T细胞克隆系J6. 19及L2 细胞分别与富含IL 一 2的EL4细胞上 清或重组IL-2孵育，可使该细胞克隆 系对抗原或丝裂原无反应性，也失去 了其产生IL-2和增殖的能力。此时， 如果用钙离子载体和蛋白激酶C激活剂处理上述无反应性的细胞克隆，则 可以使其恢复产生IL 一 2的能力【44】。而且，无论是IL 一 1依赖性 还是IL-1非依赖性的T细胞，都能在 钙离子载体和蛋白激酶 C激活剂（如 佛波脂）的协同作用下产生IL-2【45】。 而前面已

32、经提到，T淋巴细胞一旦产生 IL-2，就会形成它增殖反应的环路。尽管T细胞在激活过程中，其IL-2 受体的表达并不要求细胞内钙离子浓 度的增加，但是由于T细胞所表达的 IL-2受体是暂时的，依赖于抗原或有 丝分裂原等外界刺激分子的存在，另 外IL-2受体的表达主要在于能和源于 自分泌或旁分泌的IL-2相结合，从而 介导增殖反应，所以，细胞内钙离子 浓度的增加至少可以通过产生IL-2而 对IL-2受体产生间接的功能影响。另 一方面，蛋白激酶C可以增加IL-2受 体的表达，而前者的激活需要钙离子 的参与【46】。因此，细胞内钙离子 的增加也与T细胞IL-2受体的表达有 间接关系。细胞内钙离子浓度的

33、增加，不仅对于T细胞的增殖反应和IL-2的产生 十分重要，而且和T细胞获得特异性 地杀伤肿瘤细胞的能力（即增殖分化 为特异性杀伤细胞）也是相关的。用 EL-4肿瘤细胞经腹腔给CBA/T小鼠免 疫三周至二月后，测定该受体鼠脾T细胞对EL4肿瘤细胞的特异杀伤能力， 同时观察钙离子载体ionomycin和佛 波脂TPA在这一过程中的作用，结果 表明，当有外源性IL-2存在的情况下， 钙离子载体与佛波脂可刺激 T细胞的 特异性杀伤作用【48】。在细胞毒性T 细胞的特异性杀伤过程中，细胞外钙 离子是必需的。虽然钙离子的存在并 不影响效应细胞与靶细胞的结合，但 却与其杀伤活性密切相关；在效应T细 胞与靶细

34、胞结合后，细胞内钙离子的 浓度是增加的【47】。这表明，细胞 内钙离子浓度的增加对于激活特异性 T杀伤细胞同样十分重要。其他一些更为引人入胜的实验表 明，细胞内钙离子浓度的增加，可以 调节 T 细胞原癌基因【proto-oncogenes】 的转录。这可能 是钙离子与T细胞IL-2产生及增殖反 应之间关系的基因基础。钙离子载体 与T细胞作用时，在一小时内即可诱 导T细胞C-f osmRNA的明显积聚，二 小时达高峰，四小时降至下限；当钙离 子载体与佛波脂协同作用于T细胞时， 半小时即可出现C-fos mRNA的积聚。 在此条件下，C-mvc mRNA水平呈类似 的变化趋势【48】。钙离子载体与

35、佛 波脂协同诱导的原癌基因mRN的积聚 呈剂量依赖性特征，而且，当用EGTA螯合细胞外钙离子时，可使上述原癌 基因mRNA勺积聚作用消除。用抗I3 的单克隆抗体与T细胞作用，也同样 观察到C-fos mRNA的积聚【48】。由 于 C-fos mRN和 C-myc mRN均与 IL-2 合成分泌或IL-2受体表达（即T细胞 的活化增殖）有关，这就在基因水平 揭示了钙离子在激活 T细胞过程中的 可能机理；同时，也寻求到钙离子调控细胞的一种可能的基因途径。应用钙离子载体探讨钙离子在T细胞增殖时相和功能调节过程的作 用，是近年来免疫学家所作的富有创 见性的尝试之一。钙离子载体 A23187 单独作用

36、时，可抑制自然杀伤细胞的 功能，而与TPA合用，则会诱导所有 杀伤性细胞对靶细胞的杀伤作用以 【49】。这也许有助于理解体内杀伤 细胞的作用机制。此外，钙离子载体 可以选择性地激活Th/Ts等T细胞亚 群【50】。综上所述，就T细胞激活增殖而 言，尽管其机制可能涉及各种信使分 子的产生和传递，然而，钙离子及其 相关蛋自激酶的活化，可能是最重要 的机制之一。深入详尽地研究钙离子 在T细胞激活中的作用及其机理，也 许会从一个新的侧面揭开T细胞激活、 分化的调节之谜。6. 最新进展及展望近日，中科院上海生科院生物化 学与细胞生物学研究所/国家蛋白质 科学中心许琛琦研究员领导的研究组 在“钙离子与T淋

37、巴细胞的激活”这 一课题上得到了最新成果，首次证明 钙离子能通过改变脂分子功能来帮助 T淋巴细胞活化，提高T细胞对外来抗 原的敏感性，从而帮助机体清除病原 体。这项新成果对治疗自身免疫病、 慢性病毒感染、肿瘤等多种与T细胞 相关的疾病有很好的指导意义。相关 研究发表在国际权威学术期刊自然（2012年12月3号）上。其研究结果表明T细胞识别外来 抗原的功能由T细胞抗原受体（TCR 来行使，每一个T细胞表面都有几千 个TCR TCR的周围是脂质分子，它们 通过静电力将TCR的活化位点屏蔽起 来，保证它们在没有抗原的时候不会 活化，接受抗原刺激后则快速活化， 而钙离子在细胞内担任信使角色。T细 胞被

38、抗原活化后，细胞外的钙离子会 通过钙离子通道流入细胞内，细胞内钙离子浓度会在数秒之内提高10倍， 并维持几个小时。这些钙离子能够直 接结合TCR周围的脂质分子，中和它 们的负电荷，从而解除脂质分子对TCR 活化位点的屏蔽，帮助TCR舌化，将 比较弱的抗原刺激信号放大，使得T细胞获得完全的效应功能。这种机制 大大提高了 T细胞对抗原的敏感性 病毒专家、中科院上海巴斯德研 究所所长孙兵研究员对此很感兴趣： 既然只要去掉TCR上的脂质分子屏蔽， 就能增强T细胞功能，那么我们可以 设计药物来完成这个任务，使被病毒 “挟持”的T细胞恢复活力，这样一 来就能清除体内病毒，尤其是慢性病 毒，如乙肝病毒。如此

39、看来，钙离子 与T淋巴细胞激活这一课题具有广泛 的应用前景，值得深入研究。参考文献【1 】Smyth J T， Dehaven WI，Jones B F， et a1 . Emerging perspectives in store-operated Ca2+ entry : roles of Oral， Stim and TRP【J 】.Bio-ehim Biophys Acts，2006. 176311 : 1147 一1160.【2】Marchant J S. CellularsignallingSTIMulating calcium entry 【J . Curr Biol,2005

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