单线态氧介导的光动力学修饰促进TRPV1通道激活.pdfVIP

摘要

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单线态氧（O）是一种自然界内普遍存在的具有强氧化性的活性氧（ROS）分子，

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在正常情况下，细胞内O2的产生与清除处于一种动态平衡状态，当平衡被打破，O2

就会攻击核酸、蛋白质或脂质等，产生伤害作用，引起一系列生理变化，严重时导致

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细胞死亡。因此，O对基础研究和临床治疗都有重要意义。TRPV1（Transientreceptor

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potentialvanilloid-1，瞬时受体电位香草酸-1）通道是一种在外周、中枢神经系统以及

免疫系统中都有广泛分布的阳离子非选择性跨膜通道蛋白，通过开放和关闭调节细胞

内钙离子浓度，影响细胞内的生理活动，和炎症、肿瘤、免疫系统及神经系统疾病有

着密切的关系。

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本研究旨在利用全细胞膜片钳技术探索O2对TRPV1通道的修饰作用以及修饰的

分子机制，通过利用内源性光敏蛋白SOPP3被蓝光激发、外源性光敏剂RoseBangal被

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绿光激发、以及模拟生物体内O生成反应HO+NaClO这三种方式，探究O对

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TRPV1通道产生的影响。电生理实验结果表明：以上三种方式均使TRPV1的电压依赖

性激活曲线左移，V1/2下降，并且在相同电压刺激下收集到了相比较未修饰样本更显著

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的电流信号以及更快的通道开放速率。以上三种方法均在光电倍增管下观测到O2的信

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号；在利用内源性光敏蛋白SOPP3被蓝光激发修饰TRPV1的实验中，使用O2阻断剂

Trolox能够有效阻断蓝光激发带来的电流幅值上升，说明在上述光动力学修饰中，对通

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道产生修饰效果的物质为O。O对TRPV1产生了不可逆的修饰作用，促进了TRPV1

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的激活。

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我们推测O2通过与O2敏感的氨基酸反应进而影响TRPV1的通道功能，因组氨

酸具有金属配位性质并且其是体内多种酶催化的关键残基，我们对组氨酸进行了单点

突变，利用电生理和钙成像方法探索突变带来的功能变化，找到相关突变氨基酸位点

H167A，但该突变位点并未完全符合预期；在后期实验中，我们利用质谱手段继续寻

找相关氧化位点，重新构建了色氨酸、酪氨酸、半胱氨酸等突变质粒，找到相关突变

氨基酸位点T307A，该突变位点与H167A相似，但仍然不是完全符合预期的氨基酸位

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点，O修饰TRPV1的机制未能完全被揭示。

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1O2修饰TRPV1在生理和病理过程中扮演着重要角色，对于了解疼痛信号传导、

炎症反应的调控、相关疾病的病理机制及细胞损伤或修复具有重要意义，并可能为后

续高效光学工具的开发、相关药物新靶点的研究提供数据支持。

关键词单线态氧TRPV1全细胞膜片钳技术光动力学修饰

Abstract