内耳毛细胞离子通道研究进展1蒋晓君※综述袁伟※审校耳蜗毛.DOC

内耳毛细胞离子通道研究进展 蒋晓君※ 综述 袁伟※ 审校 耳蜗毛细胞是听感觉器官的感受器细胞，其顶端纤毛束的偏转，调节细胞内电位，产生感受器电位，这是听觉产生过程中十分重要的环节。因此，离体外毛细胞已成为研究耳蜗听觉生理、生化及病理生理机制的重要实验模型。随着外毛细胞分离技术和电生理技术的发展，尤其是细胞膜片钳技术的应用，为人们了解毛细胞离子通道的开启、关闭和动力学等一系列膜信息，提供了直接手段，使得研究不断深入【1-5】。耳蜗毛细胞和其它细胞一样，其活性要依赖于细胞膜对胞外离子的选择通透性，这种功能的实现是通过离子通道完成的。毛细胞内外不对称的离子环境需要在细胞膜上有各类离子通道存在，因此本研究就毛细胞离子通道的研究进展作一概括。 毛细胞顶端离子通道 机械—电传导通道(mechano-electrical transduction MET)及其受体电位。 已有人通过三种实验技术证明，机械-电传导的位置是在立体纤毛的顶部【6-8】。第一，通过测量一个受刺激的纤毛束周围的胞外电势的微小变化而推断出阳离子内流进入毛细胞的区域，即电压信号在纤毛束的顶部最强；正离子内流转导通道会聚于立体纤毛顶部附件。第二，可以阻断这些通道的氨基糖苷类抗生素在纤毛束的顶部可发挥出最大的作用。第三，Ca2+敏感性荧光指示剂能够识别出Ca2+在接近偏离的纤毛束顶部的地方进入。 每个通道由一个膜内在蛋白构成，缺乏离子选择性，碱金属和碱土金属阳离子如Na+、K+、Rb+和Cs+，二价阳离子如Ca2+、Mg2+，小的有机离子如胆碱离子、四乙胺（TEA）均能通过，但稍大些的离子就不能通过，这表明通道直径约为0.7nm。通道对阳离子的通透顺序是Li＞Na≥K≥Rb＞Cs＞Choline＞TMA＞TEA，相对于Cs+的离子渗透性, 双价离子中Ca2+最大，一定量的极少的Ca2+在转导过程中是必须的，对转导通道的影响是全或无式的。静纤毛上的通道通过使K+内流细胞去极化而形成受体电位，是毛细胞完成机械电转导过程的第一步。受体电位使L型电压依赖性钙通道开放，Ca2+内流，作为第二信使，引起毛细胞一系列反应K+是浸润着纤毛束的内淋巴中浓度最高的正离子。机械刺激引起的静纤毛偏斜通过调节通道的开放和关闭程来控制通过的离子电流的大小，也间接影响受体电位的形成毛细胞通道和底侧膜电压依赖性通道的功能 静纤毛之间有两种连接，即顶端连接和侧连接，前者位于静纤毛顶部与相邻较高静纤毛的侧壁之间，后者位于前者之下，使邻近各静纤毛在各个方向连接而使静纤毛集中，作为一个整体接受机械刺激，传导一致的向量。, 提示机械力直接控制转导通道的开启与关闭。换言之, 机械—电转导的通道是受纤毛束的弹性结构调控的门控式通道[5, 7.9] 。当静纤毛受到刺激向最长静纤毛方向偏斜时，K+通过静纤毛上的通道流入细胞，使细胞去极化，继之又使电压依赖性Ca2+通道激活，Ca2+内流当胞内Ca2+增加至一定水平，又进一步激活了底侧膜上的Ca2+依赖性K+通道（BK通道），K+随之流出细胞，使膜复极化，Ca2+通道失活；如果静毛束向对侧偏斜，K+静纤毛上的通道外流，膜电位超极化。以后进入胞内的Ca2+被结合﹑缓冲，或被细胞膜上的离子泵或其它转运系统转运至胞外，从而失活，最后膜电位恢复至静息水平。链霉素或新霉素毛细胞离子通道：迄今在毛细胞底侧膜上已发现的电压依赖性通道有钾离子通道和钙离子通道。包括钙离子激活的钾通道﹑外向延迟整流钾通道（IK）﹑Ka通道是L型钙通道。 钙离子激活的钾通道： 毛细胞的钙离子激活的钾通道分为大电导（BK）型和小电导（SK）型。BKSK通道均于生理条件下激活BK通道所需的胞内Ca2+浓度为35μM，豚鼠耳蜗外毛细胞（OHC）的BK单通道电导为220pS。BK通道的激活电压大于-60mV~-45mV，平均开放时间0.08~12ms，通道电导越大﹑细胞静纤毛束越长则平均开放时间越长。Charybdotoxin是其相对特异性的阻断剂，常作为区分BK通道的工具药。通道在靠近蜗底的较矮毛细胞上优势表达。SK通道的特点：单通道电导低（4~40pS），几乎无电压敏感性，nM级的Ca2+浓度就可激活通道，Apamin是其特异性的阻断剂。在一些组织中，SK通道能被毒蕈碱（乙酰胆碱受体激动剂）激活，通过三磷酸肌醇（IP3）使细胞内钙释放。 外向延迟整流钾通道电压依赖性膜去极化时激活，不依赖于Ca2+浓度，其单通道电导为8pS，激活电压大于-60mV，激活时间常数为2~100ms激活和失活缓慢，对4-氨基吡啶相对较敏感，不被Apamin和Ba2+阻断。在靠近蜗顶的较高毛细胞上优势表达。 通道的特点是在去极化时快速激活，然后以指数时间过程很快衰减，能被4-氨基吡啶阻断。在豚鼠