HCN通道在神经系统中的功能和作用.pdfVIP

HCN通道在神经系统中的功能和作用水 岳鑫王均辉秦绿叶于常海△ (北京大学神经科学研究所；北京大学医学部神经生物学系；教育部神经科学重点实验室，北京100083) channels)是一种超极化激活的， 摘要HCN通道(hyperpolarization—activatedcyclicnucleotide—gated 选择性通透K+、Na+，直接受cAMP调控的离子通道，其在神经系统中有多方面的功能并与癫痫等 神经疾病有关系。对HCN通道正常生理功能以及与疾病的关系的深入认识，必将对今后的研究和 临床有深远的意义。 关键词HCN通道；超极化激活；神经系统 中图分类号Q42 mV～一20 1976年Noma等在记录心脏窦房结组织时记录位为一40 mV。在通常的静息膜电位 HCN通道即被激活，产生净内向电流，主要由Na+ 到一种超极化激活的电流，随后Brown和Di— Francesco发现这一电流是膜电位超极化激活的内携带，使膜电位去极化，接近阈电位，所以能提高细 向阳离子电流，电流激活的大小与速率呈电压依赖 胞兴奋性，促进动作电位发放。细胞内外的K+、 性，并能被胞外的Cs+特异性阻断。随后在感光细 Na+浓度的改变会影响HCN通道的激活和电导。 胞和海马CAl区的锥体细胞也记录到这种超极化 降低细胞外Na+、K+浓度，会产生浓度依赖性的 ’HCN通道电导减少和翻转电位向超极化移动，HCN 激活的内向电流，称之为厶(hyperpolarization—activa— ted 通道的电导对细胞外K+浓度高度敏感，细胞外K+ current)，其具有稳定细胞膜电位、参与心脏和神 经节律调节、参与树突整合，以及调节神经递质释放 低于正常浓度时(2～4mmol／L)Jf。电流幅值急剧 等生理功能…。1997年Santoro等发现了介导厶的 mmo]／ 降低。厶对细胞外低浓度的cs+敏感(1～2 离子通道HCN(hyperpolarization—activated，cyclicmmol／L L阻断50％以上的厶)、对1～2 Ba“(内向 nucleotide—gatedchannels)，此后两年间陆续克隆出 整合K+通道的强阻断剂)不敏感，常利用这一特性 多种HCN通道，其中在哺乳动物有四种，分别称之 把厶从其它电流中区分出来。然而这一浓度的 为HCNl、HCN2、HCN3和HCN4。 cs+对其它K+通道还是有一定阻断作用，于是又寻 一、HCN通道的电生理特征及调节因素 找到一些特异性阻断HCN通道的有机复合物，包括 HCN通道产生的，。电流主要电生理特征是超 ZD7288、UL·FS49、DK-AH268和S一16257。 极化激活(图1)，非选择性通透阳离子包括Na+、 K+，受cAMP调控。HCN通道的显著激活电位为 高，pH升高或在一定范围内升高温度都能促进厶 一50～一60 mV，接近大多数细胞的静息电位。激 激活，增加厶电导，使激活电压向去极化移动。在 活通常有明显的延迟，去极化时失活，激活曲线呈现 多巴胺通过D2受体激活G蛋白抑制，。的过程中 电压依赖性的S形曲线，能很好地被Bohzmann方 Ca2+起关键作用，而cAMP对其影响