摘要

細胞水合代謝控製功能障礙是細胞病理的常見後果。因此，細胞過度水化可作為致癌的診斷標誌，而細胞脫水可作為神經和心血管疾病的標誌。從這些數據可以得出，不同的代謝途徑控製細胞水化在可興奮和軟組織。從診斷的角度來看，評估這兩種組織水化類型中哪一種對有機體的病理，包括致癌更敏感是很重要的。

此前，我們已經證明，激活Na/Ca交換的反向模式導致細胞脫水是衰老誘導的神經元和心血管疾病的主要機製。然而，Na/Ca逆向交換在健康和腫瘤攜帶動物軟組織中調節細胞水化的作用尚不明確。為此，細胞水化作用的比較研究，[^3.H]-ouabain與細胞膜結合，使⁴⁵Ca^{2 +}研究了健康小鼠和攜帶肉瘤-180腫瘤的小鼠大腦皮層和脾髒組織中cAMP的攝取和細胞內cAMP含量。我們得到的數據表明，在載瘤小鼠脾組織中，camp激活的Na/Ca交換物在細胞膜上以反向方式過度表達，細胞內Ca刺激內源水分子形成，導致脾組織過度水化^{2 +}-誘導的線粒體氧化過程刺激。提示camp激活的Na/Ca交換反向模式在軟組織細胞膜上的過表達可以作為早期癌發生的診斷標誌，腫瘤細胞的過度水化是由於[Ca]異常增加導致膜內透水性增加^{2 +}］_我．

關鍵字

腫瘤;水化;鈉/鈣交換;大腦皮層;脾組織

簡介

細胞水化代謝控製是決定細胞功能活性的量子力學敏感細胞參數，通過具有酶[1]、受體[2]和離子通道形成特性[3]等功能活性膜蛋白數量的表麵依賴性變化，以及通過折疊-展開機製[4]水化依賴性調節細胞內大分子活性來實現。因此，細胞水合作用的代謝控製功能障礙可以被認為是任何細胞病理的共同後果。然而，細胞過度水化可作為致癌的診斷標誌[5]，而細胞脫水可作為神經和心血管疾病的標誌[6]。數據表明，不同的代謝途徑控製細胞水化在可興奮和軟組織。從診斷的角度來看，評估這兩種類型的組織水化對有機體的病理(包括致癌)更敏感是很重要的。

之前，我們已經證明了環核苷酸依賴的Na/Ca交換在調節細胞內Ca穩態(Ca^{2 +}］_我)作為量子力學傳感器，通過它來實現極其微弱的物理和化學信號對細胞和生物體的生物效應[7-10]。研究還表明，隨著老化，正向(F)模式下依賴cgmp的Na/Ca交換逆轉為反向(R)模式下依賴camp的Na/Ca交換。pM ouabain可刺激cgmp依賴的FNa/Ca交換，nM ouabain可刺激camp依賴的RNa/Ca交換[11,12]。雖然，Na/Ca交換在3Na:1Ca的化學計量學中起作用，但其對細胞水化的影響取決於生物體的初始狀態:在年輕動物中，cgmp依賴的FNa/Ca交換的激活導致細胞脫水，而在老年動物中，camp依賴的RNa/ Ca交換的激活導致細胞水化。因此它們對細胞分別具有水合作用和脫水作用[13,10]。

基於上述年齡依賴的細胞內信號係統功能障礙，導致RNa/Ca交換誘導的脫水被認為是神經和心血管係統病理的主要細胞機製[14]。然而，環核苷酸依賴的Na/Ca交換在包括癌症組織在內的正常和病理軟組織中調節細胞水化的作用尚不清楚。因此，本研究的目的是評估camp依賴的RNa/Ca交換在軟組織細胞病理生成中的作用。為此，對腦皮層、脾髒和腫瘤組織水化的比較研究，[^3.H]-瓦巴因與細胞膜結合⁴⁵Ca^{2 +}在健康(H)和腫瘤攜帶(TC)小鼠中進行了細胞攝取和細胞內cAMP含量的研究。

材料與方法

動物

在動物身上進行的所有操作都遵循生命科學國際研究生教育中心動物護理和使用委員會(LSIPEC，埃裏溫，亞美尼亞)批準的規程進行。實驗選用平均體重18-20克的白化雄性白化小鼠。實驗在300隻雄性白化小鼠(150 H和150 TC)上進行。它們在LSIPEC的獸醫的控製下定期檢查，並保存在特定的無病原體動物室中，在最佳條件下光照/黑暗循環12小時，溫度為22±2°C，相對濕度為50%，並隨意喂食標準實驗室食物和水。

化學物質

Tyrode生理溶液(PS)含(毫米)137氯化鈉，5.4 KCl, 1.8氯化鈣₂， 1.05 MgCl₂， 5 c₆H₁₂O₆， 11.9 NaHCO_3.，和0.42 NaH₂阿寶₄，用NaOH調整到pH 7.4。所有化學品均來自“Medisar”工業化學品進口公司(埃裏溫，亞美尼亞)。(^3.H]-瓦巴因比活度(25.34 Ci/mM)和非放射性瓦巴因(PerkinElmer, Massachusetts, USA)從10⁹從M到10⁴溶解在PS中的M濃度用於腹腔注射和孵育。根據動物體重調整注射溶液的體積(0.02 ml/g)，樣品在10 ml實驗溶液中孵育。

組織準備

眾所周知，具有不同化學和藥理特征的麻醉藥顯著影響代謝過程，代謝過程在調節細胞體積中發揮重要作用[15,16]。因此，本實驗采用冷凍法(將動物的鼻子浸入液氮中3-4秒)快速固定動物，並將其斬首[16]。在此過程後，對額外刺激的完全無軀體反射被記錄下來。每個實驗組選擇15隻動物。分離大腦皮層、脾髒和腫瘤組織，每隻動物各取3個樣本。每個樣品的重量為50 ~ 60毫克。因此，每個實驗組的組織切片數為45片。

組織含水量的定義

采用傳統的“組織幹燥法”[17]測定組織含水量。測量組織的濕重(w.w)後，在烤箱(烏克蘭敖德薩醫療設器廠)中105°C幹燥24小時，以確定幹重(d.w)。用以下公式計算1g d.w.組織中水分的量:(w.w. d.w.)/d.w.。

計算[^3.H]-ouabain膜受體

估算Na的數量⁺/ K⁺- atp酶分子在膜上，[^3.計數與細胞膜結合的H]-ouabain分子。在體內實驗中[^3.H]-ouabain被靜脈注射到動物體內。30min後處死動物，解剖大腦皮層、脾髒和腫瘤組織切片，在100ml無瓦巴因PS中孵育。將大腦皮層、脾髒和腫瘤組織切片衝洗五次，去除表麵粘附和細胞外示蹤劑;每次洗滌時間約為5分鍾，在正常(無瓦巴因)PS中。測定樣品的幹濕重後，用50µl 68% HNO均質_3.解決方案。然後加入Bray閃爍液2 ml，用Wallac-1450液體閃爍發光計數器(Pribori Oy, Turku, Finland)定量樣品的放射性。與細胞膜結合的瓦巴因分子的數量定義為每毫克樣品的幹重。

測量⁴⁵Ca^{2 +}吸收

的⁴⁵Ca^{2 +}攝取量采用以下方法:0.0115 mM氯化鈣₂從1.8毫米被放射性物質所取代⁴⁵Ca^{2 +}(11.2 mCi/l)⁴⁵Ca^{2 +}(含0.187 mCi/g體重放射性)溶解於PS中。30分鍾後，動物被斬首，大腦皮層、脾髒和腫瘤組織樣本在PS中孵卵30分鍾(作為對照)，PS一次含有10⁹M和一次10⁴米烏本苷。然後將所有樣品在恒溫105℃下幹燥24h。的數量⁴⁵Ca^{2 +}大腦皮層、脾髒和腫瘤組織樣品切片的攝取以cpm/mg d.w表示。

樣品中cAMP含量測定

樣品中cAMP含量的測定依據cAMP [¹²⁵RIA KIT手冊(PerkinElmer生命科學公司)。用三氯乙酸(TCA)完成了組織蛋白的沉澱。冷凍組織樣品在4°C和6% TCA均質，製成1 mL 10% (w/v)的勻漿。加入等體積10% TCA冷液上清液。TCA提取物在4℃、2500 × g離心15 min。收集上清液，用5倍體積的飽和水醚提取4次。在此之後，以太相被丟棄。隨後，將樣品置於70-80°C的水浴中，在氣流的作用下蒸發至幹燥。將殘留物溶解在測定緩衝液中，100 μ L該溶液直接用於測定。使用Wallac-1450液體閃爍發光計數器(Pribori Oy, Turku, Finland)對樣品進行計數。用標準曲線插值法測定樣品中cAMP的濃度。

統計分析

使用Microsoft Excel和Sigma-Plot (Version 8.02A, NY和USA)進行數據分析。用Student配對t檢驗計算與假手術組比較的顯著性(*p<0.05;* * p < 0.01;* * * p < 0.001)。

結果

H和TC小鼠組織水化的對比研究顯示，TC小鼠腦皮層和脾髒組織的水化水平高於H小鼠(表1)。值得注意的是，H和TC小鼠組織水化水平的差異在脾髒組織(5.8%)比在腦皮層組織(3.9%)更為明顯。每個數據是45塊的平均值。

含水量g/g d.w。
	大腦皮層				脾
瓦巴因劑量M	健康的	腫瘤攜帶	H / TCΔ2%	健康的	腫瘤攜帶	H / TCΔ2%
0	4.64	4.82	3.9	3.45	3.65	5.8
			p < 0.05			p < 0.05
			＊			＊
10-4	5.47	4.17	23.8↓	3.8	3.45	9.2↓
			p < 0.001			p < 0.001
			＊＊＊			＊＊＊
Δ1％	17.9	13.5↓	-	10.1	5.5↓	-
		p < 0.001		p < 0.001	p < 0.05
	＊＊＊	＊＊＊		＊＊＊	＊

表1:健康小鼠(H)和腫瘤攜帶小鼠(TC)大腦皮層和脾髒組織的細胞水化在無瓦巴因和10⁴M ouabain含生理溶液(PS)。

估計Na的作用⁺/ K⁺泵在增加TC小鼠大腦皮層和脾髒組織水化作用，作用10⁴M ouabain對組織水合作用以及[^3.研究了H]-瓦巴因在H和TC小鼠這些組織中與細胞膜的結合。

根據目前的數據，10⁴M瓦巴因對Na的抑製作用⁺/ K⁺泵活性[18]使H小鼠大腦皮層和脾髒組織的水化程度分別提高17.9%和10.1%，使TC小鼠脫水程度提高13.5%和5.5%。所得數據表明，Na⁺/ K⁺在H和TC小鼠中，泵抑製引起的組織水合和脫水在大腦皮層中比在脾髒組織中表達更顯著。雖然10-4M瓦巴因可導致TC小鼠大腦皮層和脾髒組織細胞脫水，但[^3.H]-ouabain與這些組織細胞膜的結合分別比[增加5.6%和2.7%]^3.H]-ouabain與H小鼠的這些組織結合(表2)。

瓦巴因分子數(*108）
	大腦皮層				脾
瓦巴因劑量M	健康的	腫瘤攜帶	Δ%	健康的	腫瘤攜帶	Δ%
104	41764	44117	5.6	42920	44080	2.7
						p < 0.05
			＊			＊

表2:(^3.在健康(H)和腫瘤攜帶(TC)小鼠的大腦皮層和脾髒組織中，H]-瓦巴因與細胞膜結合⁴米瓦巴因生理溶液(PS)。每個數據是45塊的平均值。

膜內的下一個離子運輸機製是Na/Ca交換[8]，它在致電機製中起作用，並參與調節細胞水化作用。眾所周知，那⁺/ K⁺泵失活導致RNa/Ca交換，這是[Na⁺］_我增加[19]。

我們之前的研究表明nM的ouabain對Na沒有影響⁺/K泵活性也通過增加細胞內cAMP[20]含量來刺激RNa/Ca交換。這表明，nM瓦巴因誘導的camp依賴性RNa/Ca交換激活對年輕動物的大腦皮層和心髒組織具有水化作用，而對年老動物的大腦皮層和心髒組織具有脫水作用[21]。為了評價camp依賴的RNa/Ca交換在TC小鼠組織水化中的作用，與H小鼠組織進行了比較，之前的實驗方案與10⁴M ouabain和[^3.H]-ouabain與細胞膜的結合在10重複⁹M瓦巴因濃度。

表3所載的數據表明，在10⁴M ouabain, 10⁹M ouabain還導致H小鼠大腦皮層和脾髒組織的水化，以及TC小鼠的脫水(表3)⁴M瓦巴因效應，nM瓦巴因誘導的水化效應在脾髒組織(4.4%)比在大腦皮層組織(3.9%)更明顯，而在TC小鼠組織(10⁹瓜巴因對大腦皮層組織的脫水作用(6.4%)比對脾髒組織的脫水作用(4.1%)更明顯。

含水量g/g d.w。
大腦皮層				脾
瓦巴因劑量M	健康的	腫瘤攜帶	H / TCΔ2%	健康的	腫瘤攜帶	H / TCΔ2%
0	4.64	4.82	3.9	3.45	3.65	5.8
			p < 0.05			p < 0.05
			＊			＊
109	4.82	4.51	6.4↓	3.6	3．5	2.8↓
			p < 0.01			p > 0.1
			**
Δ1％	3.9	6.4↓	-	4.4	4.1↓	-
	p < 0.05	p < 0.001		p < 0.001	p > 0.1
	＊	＊＊＊		＊＊＊

表3:10的效果⁹M ouabain對健康小鼠(H)和腫瘤攜帶小鼠(TC)大腦皮層和脾髒組織水化的影響。每個數據是45塊的平均值。

10的研究⁹米,^3.H]-ouabain與細胞膜結合已表明，雖然10⁹對TC小鼠大腦皮層和脾髒組織有脫水作用，[^3.H]- ouabain與腦皮層組織細胞膜結合無變化，在脾髒組織中顯著增加(67%)，與[^3.H]-ouabain與H動物脾細胞膜結合(表4)。

瓦巴因分子數(*108）
大腦皮層				脾
瓦巴因劑量M	健康的	腫瘤攜帶	Δ%	健康的	腫瘤攜帶	Δ%
109	5800	5800	0	8700	14500	66.7
						p < 0.01
						**

表4:在健康(H)和攜帶腫瘤(TC)小鼠的大腦皮層和脾髒組織中，瓦巴因與細胞膜結合⁹M ouabain在生理溶液(PS)。每個數據是45塊的平均值。

此前已有研究表明，nM瓦巴因在可興奮細胞中對RNa/Ca交換有刺激作用[20,21]。為了評價RNa/Ca交換調節[Ca^{2 +}]i對TC小鼠脾髒組織的影響，在接下來的一係列實驗中研究10⁴M和10⁹M ouabain在⁴⁵Ca^{2 +}在H和TC小鼠的大腦皮層和脾髒組織中進行了攝取。

如圖1所示，在TC小鼠的大腦皮層和脾髒組織中⁴⁵Ca^{2 +}在無瓦巴因培養基中攝取顯著高於H動物。10⁹M和10⁴M - ouabain有活化作用⁴⁵Ca^{2 +}在大腦皮層和脾髒組織攝取，其中10⁹M效應比10效應更明顯⁴M瓦巴因效應(圖1A,1C)。在TC小鼠大腦皮層組織中均有10⁹M和10⁴M ouabain濃度具有類似的抑製作用⁴⁵Ca^{2 +}與無瓦巴因培養基相比(圖1B)。然而，在TC小鼠的脾細胞中，瓦巴因的敏感性⁴⁵Ca^{2 +}與對照組相比，攝取無明顯變化⁴⁵Ca^{2 +}H小鼠攝取(圖1D)。

圖1:的⁴⁵Ca^{2 +}在體外實驗中測定無瓦巴因和含瓦巴因(10⁹M和10⁴M)健康(H)和攜帶腫瘤(TC)小鼠的PS。列的大小指示⁴⁵Ca^{2 +}組織攝取，單位為Cpm/ mg幹重。在每對列下，對應的瓦巴因濃度被注明。的⁴⁵Ca^{2 +}大腦皮層A (10⁹是34.4%和10⁴B(10-9為20%，10-4為22%)，C (10⁹20.5%和10%⁴是10.3%)和D (10⁹24.4%和10⁴是6.5%)的健康(H)和攜帶腫瘤(TC)小鼠。誤差柱表示45個樣本的平均值±SEM的標準誤差。符號(***)分別表示p<0.001。實驗在室溫(22°C)下進行。

如圖1所示，在TC小鼠的大腦皮層和脾髒組織中⁴⁵Ca^{2 +}在無瓦巴因培養基中攝取顯著高於H動物。10⁹M和10⁴M - ouabain有活化作用⁴⁵Ca^{2 +}在大腦皮層和脾髒組織攝取，其中10⁹M效應比10效應更明顯⁴M ouabain效應(圖1A,1C)。在TC小鼠大腦皮層組織中均有10⁹M和10⁴M ouabain濃度具有類似的抑製作用⁴⁵Ca^{2 +}與不含瓦巴因的培養基相比(圖1B)。然而，在TC小鼠的脾細胞中，瓦巴因的敏感性⁴⁵Ca^{2 +}與對照組相比，攝取無明顯變化⁴⁵Ca^{2 +}H小鼠攝取(圖1D)。

如前所述，納米瓦巴因誘導神經元和肌肉細胞中RNa/Ca交換的激活是通過激活cAMP的形成來實現的，cAMP具有年齡減弱的特征[13,22]。在接下來的一係列實驗中，我們研究了H和TC小鼠在無瓦巴因培養液以及含有10的PS培養液中大腦皮層和脾髒細胞內cAMP的含量，以確定在脾髒細胞中RNa/Ca交換的激活是否與cAMP的升高有關，就像在興奮細胞中一樣⁴M和10⁹米烏本苷。

圖2顯示，納米瓦巴因對H動物大腦皮層和脾髒組織cAMP的細胞內含量均有升高作用，而TC小鼠cAMP含量降低。但有趣的是注意到10⁴瓦巴因對H小鼠腦皮層組織cAMP含量無顯著影響，而對TC小鼠腦皮層組織cAMP含量有輕微升高作用。在脾細胞中10⁴胡巴因對H和TC小鼠cAMP含量的激活作用相同。

圖2:腹腔注射Sham(黑條)的效果為10⁹M(灰色條)和10⁴M(深灰色條)對腦皮層(AB)和脾髒(CD) cAMP細胞內含量的影響。cAMP在腦皮層A (10⁹66.7%和10⁴27.8%)和B (10⁹91.3%和10⁴為8.7%)，脾髒組織C (10⁹168%和10⁴是9.2%)和D (10⁹8.3%和10%⁴為29.2%)。誤差柱表示45個樣本的平均值±SEM的標準誤差。符號(*)和(***)分別表示p< 0.05和p<0.001。實驗在室溫(22°C)下進行。

所提出的數據⁴⁵Ca^{2 +}攝取和cAMP含量清楚地表明，在正常和病理情況下，不同的信號係統控製著大腦皮層和脾髒組織中的細胞水化。這些機製的性質的調查是我們目前研究的主題。

在接下來的一係列實驗中，10⁹M和10⁴莫瓦巴因對TC小鼠組織水合作用的影響⁴⁵Ca^{2 +}對其攝取和cAMP含量進行了研究。

圖3:10的影響⁹M和10⁴米瓦巴因對腫瘤組織水化作用(A)⁴⁵Ca^{2 +}圖3A腫瘤組織水化作用(10 .⁹是13.2%和10⁴是11.3%)，⁴⁵Ca^{2 +}圖3B (10⁹5.3%和10%⁴為1.8%)，cAMP含量圖3C (10⁹13.0%和10%⁴是0.43%)。誤差柱表示45個樣本的平均值±SEM的標準誤差。符號(*)和(***)分別表示p< 0.05和p<0.001。實驗在室溫(22°C)下進行。

如圖3A所示，兩種濃度的瓦巴因都能使TC動物的組織水化。但是，刺激效果為10⁹我走吧⁴⁵Ca^{2 +}攝取比10的效果更明顯(13.0%)⁴M ouabain(0.43%)(圖3B)。值得注意的是，在這種情況下⁴⁵Ca^{2 +}吸收10⁹M ouabain有升高的細胞內cAMP含量圖3C，而10⁴與無瓦巴因培養基相比，M瓦巴因對其無顯著影響。

討論與結論

眾所周知，盡管細胞膜對水的滲透性很高，但由於代謝機製的存在，細胞內的滲透壓超過了細胞外的滲透壓，將水從細胞中泵出。我們以前的研究表明，在神經元和肌細胞的膜鈉⁺/ K⁺泵除了控製細胞內離子穩態(細胞水化)外，還通過兩種機製抑製了膜內離子電流的通透性:通過膜中功能活性離子通道數量的表麵依賴性減少，以及通過細胞淨水外流的產生使離子通道向內離子電流失活[23,3]。

Na⁺/ K⁺可興奮細胞中的泵在細胞產生水流出中起關鍵作用:它通過在膜上產生滲透梯度來產生水流出，因為其化學計量量為3 Na⁺: 2 K⁺，[24,25]，它是膜內ATP的高度利用機器，通過刺激細胞內氧化過程釋放胞漿中的水分子。因此，在可興奮細胞鈉⁺/ K⁺泵對細胞水化作用具有雙重作用:一方麵，由於其產電特性和抑製向內電流的特性而具有脫水作用;另一方麵，它通過激活細胞內氧化過程，誘導細胞釋放水分子，對細胞具有水化作用。

眾所周知，與可興奮細胞不同，不可興奮細胞具有高表達的細胞體積恢複係統，這表明膜對水[26]具有高滲透性。因此，在軟組織中的鈉⁺/ K⁺泵對細胞的脫水作用不明顯，因為它抑製了鈉的產電特性⁺/ K⁺泵使其無法在膜上產生滲透梯度。

TC小鼠的組織水化程度高於H小鼠的數據(表1)可以解釋為:細胞代謝水外排受損導致滲透水攝取增加，或細胞代謝活性被激活以應對致癌因素對細胞的影響，從而產生內源性水。證據10⁴M ouabain誘導的泵抑製導致TC小鼠組織脫水表明與H小鼠相比，TC小鼠組織水化的代謝性質增加。最後，在TC小鼠中，脾髒組織的水合作用比大腦皮層組織增加了兩倍多，表1可以解釋為沒有鈉的脫水作用⁺/ K⁺泵入脾細胞。

我們前期的研究表明，細胞水化作用導致膜[1]中ouabain受體數量的增加。然而，所取得的結果表2顯示，在TC小鼠10⁴M瓦巴因誘導的組織脫水伴隨著[^3.H]-ouabain與細胞膜結合與[^3.H]-瓦巴因在H動物組織中與細胞膜結合。因此，這種瓦巴因誘導的細胞脫水與細胞膜上受體結合位點的增加相反的動態可以用TC小鼠細胞膜上新受體表達的增加來解釋。

已知對產電鈉的抑製作用⁺/ K⁺泵導致RNa/Ca交換的激活，這在傳統上被解釋為[Na⁺我[19日27日]。然而，我們的研究表明，Na⁺/ K⁺泵浦和Na/Ca交換也是通過泵浦誘導cAMP含量增加導致RNa/Ca活化來實現的[28,8]。雖然RNa/ Ca交換在3Na:1Ca的化學計量學中起作用，但根據神經和肌肉的初始功能活動，可能具有水化或脫水作用。我們之前的研究表明，nM瓦巴因誘導的年輕小鼠大腦皮層組織RNa/Ca交換的激活具有比10更明顯的水化效應⁴M瓦巴因誘導的RNa/Ca交換激活[13]。根據文獻，軟組織不表達具有較高親和力的Na亞型(α3/α2)⁺/ K⁺腺苷三磷酸酶(29、30)。H小鼠脾組織水化的nM敏感性及其在該組織細胞膜上的結合麵的存在，清楚地表明除了Na⁺/ K⁺-ATPase, ouabain在膜上有其他受體，其激活導致RNa/Ca交換的刺激。納米瓦巴因分別對H和TC小鼠的大腦皮層和脾髒組織具有水化和脫水作用的數據表明，其代謝性質可能是由於RNa/Ca交換的激活。值得注意的是，在H小鼠中，nM誘導的脾髒組織水化效應(4.4%)明顯高於腦皮層組織(3.9%)，而在TC小鼠中，nM瓦巴因對大腦皮層組織(6.4%)的影響比對脾髒組織(4.1%)的影響更明顯(表3)。

盡管納米瓦巴因可使H小鼠的組織水化和TC小鼠的脫水，但[^3.H]-瓦巴因在TC小鼠大腦皮層組織細胞膜上的結合與H小鼠相同，而在TC小鼠脾髒組織中與H小鼠脾髒組織相比，H]-瓦巴因增加了66.67%。表4清楚地顯示了nM ouabain受體在TC小鼠大腦皮層和脾髒組織的過表達。但這些受體的過度表達在脾髒組織上比在大腦皮層組織上更為明顯。值得注意的是，由於本實驗是在腦皮層組織切片上進行的，腦皮層組織中除神經元外還有膠質細胞，因此腦皮層組織脫水不伴隨ouabain與膜結合減少的數據可能是由於神經膠質細胞中ouabain受體表達增加所致，神經膠質細胞增殖活性高，對腦皮層病理[31]非常敏感。根據目前的實驗結果，很難對細胞膜上新表達的ouabain受體的性質作出結論，因此需要對其進行專門的研究。

我們之前在動物大腦皮層和心髒組織上進行的實驗表明，在年輕動物中，10⁹與10相比，M ouabain對RNa/Ca交換和組織水化的激活作用更為明顯⁴M ouabain效應與對照組織比較。在老年動物中，在兩種濃度下，瓦巴因對RNa/Ca交換和組織水合作用[13]均有抑製作用。圖2表明，在老化的情況下，TC小鼠有降低⁴⁵Ca^{2 +}攝取(RNa/Ca交換)，而在脾細胞⁴⁵Ca^{2 +}攝取沒有明顯變化。

眾所周知，高濃度和低濃度的烏拜因誘導的Na/Ca交換激活都伴隨著細胞內cAMP含量。nM ouabain通過刺激膜[32]中的g蛋白提高細胞內cAMP，而10⁴M通過增加細胞內ATP含量[28]刺激cAMP合成。本工作中獲得的數據指出，TC小鼠的大腦皮層和脾髒組織對cAMP含量的nM ouabain敏感性增加，而10⁴M ouabain敏感性導致cAMP含量增加(圖2)。

根據文獻證據，cAMP誘導的H動物RNa/ Ca交換激活導致細胞水化可以用cAMP依賴性Ca的激活來解釋^{2 +}內質網(ER)膜中的泵將Ca從細胞質推入ER[32]，通過線粒體相關膜(mitochondrial Associated membrane)的緊密接觸帶[33]和細胞質中水分子的釋放刺激線粒體活性。因此，nM瓦巴因誘導的腦皮層和脾髒細胞cAMP升高效應的抑製可以解釋為ER失去Ca緩衝特性，導致[Ca^{2 +}］_我在細胞質中。

上述情況使我們可以推測[Ca^{2 +}］_我神經元(細胞骨架和肌原纖維)中的肌動蛋白樣蛋白和肌細胞中的肌球蛋白收縮導致細胞脫水，而在軟組織中[Ca^{2 +}］_我導致細胞水化，因為脂肪酶活性的激活導致增加膜的透水性。我們早期對低滲溶液[1]以及乳腺癌組織[34]的研究表明，膜中高親和力的瓦巴因受體數量增加。基於這些數據，我們認為納米敏感的Na/Ca交換劑在TC小鼠中過度表達是脾髒細胞水化的結果。圖3所示，低濃度和高濃度的瓦巴因對腫瘤組織的水化作用大致相同，但nM瓦巴因對RNa/Ca交換的刺激作用比10-4M瓦巴因更明顯。這一數據可以解釋為由於膜對水的高滲透性，RNa/Ca交換失去了致電效應。有趣的是，在nM ouabain的作用下，腫瘤組織仍然能夠產生cAMP並激活RNa/Ca交換。這一現象可能是由於內質網膜上的Ca泵cAMP-activated仍在發揮作用，將Ca從細胞質推入內質網，進而刺激細胞膜內的RNa/Ca交換。當然，這個建議也可以看作是一種推測，需要更詳細的調查才能得出最終的結論。

因此，根據本研究獲得的數據，我們可以得出以下結論:

• 小鼠肉瘤-180移植導致腦皮層和脾髒組織水化增加。
• 高、低濃度瓦巴因均對H有水化作用，對TC小鼠有脫水作用。
• TC小鼠脾髒細胞膜上nM ouabain受體表達增加，通過Na的獨立機製激活RNa/ Ca交換⁺/ K⁺泵。
• 與H動物相比，TC小鼠大腦皮層和脾髒組織中cAMP含量顯著降低。
• 與H小鼠脾組織相比，TC小鼠脾組織細胞膜上Na/Ca交換物有過表達。

提示細胞膜軟組織中Na/Ca交換素的過表達可作為一種新的癌發生診斷標誌物。

參考文獻

1. 馬蘇萊曼揚，蘇赫揚AA，達達良SS(1984)電致鈉泵的自動調節。細胞與神經生物學4:367-383。［Ref。］
2. Ayrapetyan SN, Arvanov VL, Maginyan SB, Azatyan KV (1985) na泵活性與膜化學敏感性相關性的進一步研究。細胞與神經生物學5:231-243。［Ref。］
3. 李誌強，李誌強，馬誌強(1988)水流動對魷魚巨軸突神經元跨膜離子電流的影響。比較生物化學物理89:179- 186。［Ref。］
4. Parsegian VA, Rand RP, Rau DC(2000)滲透脅迫，擁擠，優先水化和結合:角度的比較。美國科學與工程學報(自然科學版)［Ref。］
5. Damadian R(1971)腫瘤核磁共振檢測。科學雜誌171:1151-1153。［Ref。］
6. Lauriola M, Mangiacotti A, D 'Onofrio G, Cascavilla L, Paris F，等(2018)老年患者的神經認知障礙和脫水:臨床經驗支持癡呆的氫分子假說。營養素10:562-576。［Ref。］
7. Ayrapetyan SN, Carpenter DO(1991)極低濃度的乙酰膽堿和GABA可調節遞質反應。神經報告2:563-565。［Ref。］
8. Ayrapetyan SN (2001) Na- k泵和Na:Ca交換器作為神經膜中的代謝調節器和超弱信號傳感器。見:Ayrapetyan SN和North AC (eds)細胞和分子生物物理學的現代問題，Noyan Tapan，埃裏溫，31-57。［Ref。］
9. 王誌強，王誌強，王誌強，等。(2005)磁化液對心肌舒張效應的影響。生物電磁學26:624-630。［Ref。］
10. Ayrapetyan SN(2017)逆向模式Na⁺/ Ca^{+ 2}交換誘導的細胞脫水是細胞病理的主要機製。Glob藥物治療2:1-4。［Ref。］
11. 何奇米燕，李誌強，李誌強，等。(2012)高親和度瓦巴因受體的年齡依賴性及其磁敏性。《環保主義者》38:28 -235。［Ref。］
12. 楊曉燕，楊曉燕，楊曉燕，楊曉燕(2012)Na/K泵α3-異構體依賴的細胞水化控製信號係統功能異常是腫瘤發生的主要機製。生物等效有效性4:112-120。［Ref。］
13. Heqimyan AA, Narinyan LY, Nikoghosyan AK, Ayrapetyan SN (2015) In: Markov M (Ed.)年齡依賴性腦和心肌磁敏感性。生物學與醫學電磁場，CRC出版社，美國217-230。［Ref。］
14. Ayrapetyan S (2015) Camp-Dependent Na的功能障礙⁺/ Ca^{2 +}逆向交換模式是年齡依賴性心肌衰竭的主要機製。J Bioequiv有效性8:1-2。
15. Krnjevic K(1992)全身麻醉的細胞和突觸作用。Gen Pharmacol 23: 965-975。［Ref。］
16. Takahashi R, Aprison M(1964)通過近冷凍法獲得的大腦離散區域的乙酰膽堿含量。神經化學雜誌11:887-898。［Ref。］
17. 阿德裏安RH(1956)內外鉀濃度對青蛙肌肉膜電位的影響。中國生物醫學雜誌(英文版)［Ref。］
18. Skou JC(1957)一些陽離子對周圍神經腺苷三磷酸酶的影響。生物化學學報23:394-401。［Ref。］
19. Baker PF, Blaustein MP, Hodgkin AL, Steinhardt SA(1969)鈣對魷魚軸突鈉外排的影響。中國生物醫學雜誌2000,20(4):431-458。［Ref。］
20. Saghian AA, Ayrapetyan SN, Carpenter DO(1996)低濃度的瓦巴因刺激神經元的Na/Ca交換。細胞與神經生物學16:180-185。［Ref。］
21. 楊曉明，陳曉明，陳曉明，陳曉明，等(2012)腦組織水合作用、鈣交換及其劑量依賴性。生物等效有效度4:060-068。［Ref。］
22. Narinyan LY和Ayrapetyan SN (2017) Cyclik amp依賴信號係統是微波對心肌水合作用的非熱效應的主要代謝靶點。電子生物學雜誌36:182-191。［Ref。］
23. Ayrapetyan SN(1980)關於泵誘導細胞體積變化的生理意義。在:Salanki J(編輯)。生理學進展;科學:無脊椎動物神經生物學23:67- 82。［Ref。］
24. 蘇列曼揚(1979)泵誘導細胞體積變化的研究。比較生物化學物理64:571-575。［Ref。］
25. Carpenter PB, Mueller PR, Dunphy WG(1996)非洲爪猿orc2相關蛋白在控製DNA複製中的作用。自然379:357-360。［Ref。］
26. Hoffmann P, Boeld TJ, Eder R, Huehn J, Floess S，等。(2009)自然人CD4+CD25+調節性T細胞中FOXP3表達的缺失在體外刺激。歐洲免疫雜誌39:1088- 1097。［Ref。］
27. 張娟，陳玲，宋華，等。(2009)鹽瀦留與高血壓相關的信號通路。高血壓53:291-298。［Ref。］
28. 陳誌偉，陳誌偉，陳誌偉，等(1992)神經遞質強度降低對神經元細胞內信使係統的影響。見:Kostyuk PG和Ostrovskii MA(終端)，蜂窩信號，莫斯科，諾卡，89-96。
29. 李誌強，李誌強(1999)鈉/鈣交換的生理意義。物理Rev 79: 763-854。［Ref。］
30. 謝震，Askari A (2002) Na⁺/ K⁺-АТPase作為信號轉換器。歐洲生物化學雜誌269:2434-2439。［Ref。］
31. Jäkel S, Dimou L(2017)神經膠質細胞及其在成人大腦中的功能。他們被侵蝕的曆史之旅。前細胞神經科學11:24。［Ref。］
32. Brini M, Carafoli E(2009)鈣泵在健康和疾病中的作用。物理Rev 89: 1341-1378。［Ref。］
33. 吳曉明，王曉明，王曉明，等(2017)常染色體顯性遺傳性多囊腎的臨床研究。分子22:729。［Ref。］
34. 楊曉明，王曉明，王曉明，等(1999)大鼠術後組織水合作用的變化在活的有機體內暴露在0.2特斯拉的穩定磁場中。生物電磁學20:123-128。［Ref。］

下載臨時pdf

條信息

文章類型:研究文章

引用:楊曉明，王曉明，王曉明，等(2019)Na/Ca交換素在軟組織中表達的研究進展。國際癌症研究分子力學5(1):dx.doi.org/10.16966/2381-3318.142

版權:©2019 Mikaelyan Y，等。這是一篇開放獲取的文章，根據創作共用署名許可的條款發布，允許在任何媒介上不受限製地使用、分發和複製，前提是要注明原作者和來源。

出版的曆史:

收到日期:2019年1月17日

接受日期:2019年1月24日

發表日期:2019年1月30日