质膜钙泵的结构功能及与听觉的关联.pdf

第 4 4卷第 4期第 4 9 3页 2 0 1 5年 8月 华 中科技大学学报(医学版)Ac t a M e d U n i v Sc i Te e h n ol Hu a z h o n g V0 1 4 4 No 4 P 4 9 3 Au g 2 01 5 质膜钙泵 的结构功能及与听觉的关联*陈请 国，褚 汉启，崔永 华，罗 密，陶雁 玲 华中科技大学同济医学院附属 同济 医院耳鼻 咽喉一 头颈外科，武汉4 3 0 0 3 0 关键词：质膜钙泵；钙离子；内耳；听觉 中图分类号：R 3 3 8 3 D O I：1 0 3 8 7 0 j i s s n 1 6 7 2 0 7 4 1 2 0 1 5 0 4 0 2 7 1 质膜 钙泵 的结 构与 活性 调控 S c h a t z ma n n在 1 9 6 6年 首 次 发 现，质 膜 钙 泵(P MC A)是一种依赖 ATP的驱动将 细胞 内的 C a。排 出胞 外 的钙泵 _ 1 ，它属 于 P类 钙 泵 的 P I I B亚 科，与 C a 抖有着高亲和性，但转运 C a 能力低，通常 的 转 运 比例是 C a AT P为 1 1。在 哺乳 动物 中，P M C A 由 4种 不 同基 因 AT P 2 B 1 4编码 2 ，分 别定 位 于染 色体 位 点 1 2 q 2 1 一 q 2 3、3 p 2 5 一 p 2 6、X q 2 8和 I q 2 5 一 q 3 2_ 2。P MC A 是 由 1 0个 跨 膜 区(TMI 1 0)和 4 个 主要 胞 质 区组 成 的单 肽 链 结 构。P MC A 的 4种 亚 型 的结构都 有 多 种剪 切 方 式，主 要 表 现 在蛋 白质 C的 终 末 端(C 端)及 第 1个 胞 质 区 的 A 端(A 端)6 。P MC AI的 A端只有一种剪接体 x，由含 3 9 个核苷酸的单个外显子插入产生；C端 的剪接体为 a、b、C、d和 e，分别 由含 1 5 4、8 7和 1 1 4 个 核苷 酸 的 3 种外 显 子 以不 同组合 方 式剪 接 而 成。P MC A3的 A 端剪接体为 x和 z，由 4 2个核苷酸组成的单个外显 子插 入 或缺 如产 生；其 C端 剪 接体 较 多，分 别 为 a、b、C、d、e和 f，分 别 由含 有 1 5 4、8 7、1 l 4、8 8和 6 8个 核苷 酸 的 5种 外 显 子 以 不 同组 合 方 式 剪 接 而 成。P MC A4的 A 端剪 接 体也 为 X和 z，由含 3 6个 核 苷 酸 的单个 外显 子 插 入 或 缺失 而 产 生；C端 剪 接 体 为 a、b和 d，分 别 由含 1 7 8和 1 1 4个 核苷 酸 的 2种 外显 子 以不 同组合 方 式剪接 而成。P MC A2的 A 端剪 切 方式 最 为复 杂，分 别 由含有 3 3、6 0和 4 2个核 苷 酸 的 3种 外 显 子 以不 同组 合 方 式 产 生 的剪 接 结 果，同时 含有 以上 3 种外显子的剪接变异体称为 w；只含 4 2 个核苷酸的外显子称为 X；含 3 3和 6 O个核苷酸的 外显子称为 Y；3种外显子都缺失称为 z。所有 P M C A 亚 型 的 C端 也 有 不 同 程 度 的 剪 接 形 式l 7 。对 P MCA2 而 言，含 1 7 2和 5 5个 核 苷 酸 的外 显子 同 时 存在时称为 a，3种外显子缺失称 为 b，只有含 1 7 2 个 核苷 酸 的外显 子存 在 时称 为 c。以上是 目前 已经 发现 的 P MC A2的 A端 和 C端 的剪 接变 异体 _ 6 ，更 多 的有 待 进 一 步 的探 讨。处 于未 激 活 状 态 的 P M C A 缺乏 转运 C a 的能 力，因此 很 多 机制 参 与提 高 它与 C a 抖 的 亲和力。以 P MC A2为例，磷 酸 纤 维化 的 P MC A2有 两种 结 构 构 象，分 别 是 E1和 E 2。在 E 1 状 态 时，该 酶 在 质 膜 胞 质 区暴 露 出高 C a。亲 和 性 的结合位点，使胞内 C a 与之结合，AT P促使酶 构 象改 变，并 使 E 1向 E 2状态转 变；处于 E 2状 态 的 酶将 C a。结 合 位 点 暴 露 于 细 胞 外 侧，并 减 低 它 与 C a 亲 和力，促 使 C a。释 放 到细 胞 外，之 后 酶 又 恢 复到 E 1状态，从 而 可 以反 复转 运 C a 抖。钙 调 节 蛋 白主要 通过 与 位 于 C端 胞 质尾 端 的 C a M B D 结 合 来 调节 P MC A2活 性：酸 性 磷 脂 和 不饱 和脂 肪 酸 通 过与 C a M B D及第一个胞质环结合来激活 P MC A2 活性；蛋 白激 酶 A 与 C a M B D内 的苏氨 酸残 基发 生 磷 酸化 提 高 它 与 C a 的亲 和性。与丝 氨酸 和 苏 氨 酸磷酸 化不 同，酪氨 酸 磷 酸 化被 认 为 抑 制 钙泵 的活 性 。P MC A2和 P MCA3比 PMCA1和 P MCA4 具 有更 强 的排钙 能力 9 3。这 可能 是 由于它们 与 钙调 节 蛋 白有更 强 的 亲 和性，而 P MC A2的特 别 之 处 在 于 即使 没有 钙 调 节 蛋 白，它仍 然 有 很 高 的 活 性 1 ，因此推 测 P MC A2在 排 钙 方 面 比其 他 P MC A 亚 型 具 有更 强 的能力。国家 自然科学基金资助项 目(N o 8 1 3 0 0 8 2 7)陈请国，男，1 9 8 2 年生，主治医师，医学博士，E-m a i l：q g 1 9 8 2 9 2 2 P Mc A 的功能研 究 1 2 6 c o rn 通讯作者，C o r r e s p o n d i n g a u t h o r，E m a i l：1 8 9 0 7 1 8 3 0 4 1 1 6 3 c o m 为 了比较 P MC A 的不 同亚 型 的钙泵 功能，B r i n i +一 述一 一 综 l-：4 9 4 华中科技 大学学报(医学版)2 0 1 5年 8月第 4 4卷第 4期 等 将 P MC A1-4瞬 时 转 染 到 中 国仓 鼠 卵巢 细 胞(C h i n e s e h a ms t e r o v a r y c e l l，C HO)，发 现 这 4种 剪 接体在正常细胞 内环境中均能有效地影响细胞内钙 离子平衡，表现在内质网中钙离子水平下降，并且能 使由内质网钙湖中的钙离子排到细胞质和线粒体所 产生的钙离子电流有所下降。这种影响在 P MC A2 和 P MC A3要 比 P MC A1和 P MC A4明 显，表 明 P MC A2和 P MC A3在 排 钙 方 面 发 挥 着 更 强 的 作 用。另 外，含 剪 切 后 剪 接 体 的 P MC A3和 P MC A4 和含 全长剪 接体 的 P MC A3和 P MC A4在 影 响细 胞 内钙 离子水 平方 面 没有 明显 的差异，说 明在 体 内钙 调节 蛋 白存 在 与 否并 不 是 影 响 P MC A 钙 泵 功 能 的 关 键 因素。为了更好地研究 P MC A亚型及其剪接体发挥 的生理功能，有人将其转染到其他受体细胞，观察其 在调 节细胞 胞 内 C a。浓 度 中所 发 挥 的 作用。目前 研 究 比较多 的 P MC A 亚 型是 P MC A2，许 多 研 究 者 通过不 同的方法将 P MC A2基因转染到体外培养的 细 胞，利 用膜 片 钳技 术或 通过 C a 抖荧 光 指示剂 在 共 聚 焦显 微 镜 下 研 究 其 钙 泵 能力。最 早 有 人 将 全 长 P MC A2 c DNA克 隆 到 杆 状 病 毒，然 后 感 染 昆 虫 草 地 夜蛾 细胞(s f 9细 胞)，发 现 其 能 高 水 平 表 达 P M C A2 蛋 白，并 且具 有钙 泵功 能u 。为 了进 一步 比较 P MC A2 不 同剪接变异体 z b、z a、w b和 w a的活 性，有人将携带它们的质粒转染到中国仓 鼠卵巢细 胞，结果 P Mc A2四种剪接体 的过表达对 A TP所激 发 的短 暂 的胞 内 C a 电流 的峰值 及 C a 浓 度恢 复 到正 常水平 的速度都 有 明显 的影响。与未 转染 的细 胞相 比，转染后 的细胞 能降低 C a 内流 电流 的峰 值，表 明它 对 瞬 问 C a 内流 的排 出 能力 有 所 提 高。剪接 体 z a和 w b的钙 泵 能力 和 z b基 本 一 样，而 z b是 P MC A2亚 型 中活性 很 好 的一 种。相 对 其 它 3 种 亚 型而言，w a对 C a 抖 内流 的 快 速反 应 能 力 较 差 n 。而 在 听 觉 系 统 中，毛 细 胞 胞 内 的 C a 主 要 被 P MC A2 w a排 出胞外_ 1。F i e a r e l l a等_ 1 构建 分 别含 G2 9 3 S和 G2 8 3 S突变 位点 的 P MC A2载 体，转 染 中国仓 鼠卵 巢 细 胞 后 再 用 I n s P 3刺激 C a 内 流，发现细胞 的排 C a 抖能力有所下 降，说 明突变的 P MC A2反而会降低细胞的排钙能力。为了进一步 弄清突变 的P MC A2排钙能力 下降的原因，P e n h e i t e r 等口 分 别 构 建 含 野 生 型 和 De a f w a d d l e r突 变(G2 8 3 S)的 P MC A2质 粒，瞬 时转 染 体 外 培 养 的 细 胞，通 过 制 备 的 细 胞 膜 来 检 测 C a 转 运 能 力 及 其 ATP酶活性，结 果发 现突 变 的 P MC A2主要 通 过 降 低 E 1向 E 2状态 转 变 的速 度来 减 少转 运 C a 到胞 外。另外，将 导致 P MC A1 3表达 量 降低 的反 义质 粒 转染 P C 6或 P C 1 2细 胞，细胞 轴 突延 伸 速 度及 去 极 化后 胞 内 C a 的清 除速 率 均 受 到影 响 _ 1。与之 相 似，有 人 将 携 带 短 片 段 干 扰 R NA 或 发 卡 结 构 R NA 的表达 载 体 转 染 胚 胎 大 鼠 大 脑 神 经 元，4 8 h 内细胞所 表 达的 8 O P MC A2表 达量 受 到抑 制，胞 内基础 C a 水 平有所 提高，氯化 钾(KC 1)诱 导 的 C a 抖内流后 C a 抖清除的速率降低，并且不能完全恢 复 到刺 激 前 的 C a 水 平 口 。以 上 研 究 表 明 P M C A2的过表 达会增 强 细胞 的排 钙 能力，而减 少 P M C A2表 达 或 表 达 突 变 的 P MC A2均会 影 响 细 胞 正 常 的排钙 能力，从 另 一 方 面 证 实 了 P MC A2在 调 节 细胞 内 C a 水 平 的重 要 性。目前 有 关 P MC A2转 基因的研究仅限于体外培养 的细胞，在体 内的研究 有 待进一 步 的探讨。3 PMC A在 内耳 的表 达 P MC A1和 P MC A4在 机 体 内 分 布 广 泛，被 称 为“管家基 因”，而 P MC A2和 P MC A3的 表 达 相 对 局 限，主要 分布 于 中枢神经 系统，在成 年期 主要分 布 于横 纹肌 和 大脑 组 织。在 大 脑 组 织 中，P MC A2主 要分 布于 小脑 蒲 肯 野 细 胞u 。P MC A2在 肝、肾 和 乳房 也有表 达l l。P MC A3主要 分 布于大 脑脉 络膜 血管丛口 叼和骨骼肌。P MC A3在成年 动物分 布 很局 限，但 在 胚 胎 期 1 2 5 1 5 5 d(E l 2 5-E l 5 5)分布很 广泛，从 E1 6 5开 始 P MC A3的表 达 开 始变 得局 限，并且 主要 分布 于 中枢 神经 系统、肌 肉和肺组 织。P MC A4在小 鼠发 育过程 中的表达量 比其 它 P MC A 亚 型低 很 多，相 反，它 在 成 年期 组 织 表 达 量 较 高，比如大 脑、心 脏、大 肠等。已经 有研 究 者在 mR NA 水 平检 测 P MC A1 4 在不 同时期 内耳组织 的表 达情 况_ 2 。P MC A1 在 耳 蜗 前庭 神 经 节(c o c h l e o-v e s t i b u l a r g a n g l i o n，C VG)和 螺旋神 经 节(s p i r a l g a n g l i o n，S G)的 表 达 首 次 出 现 于 E l 4，并逐 渐增 加，从 P 0起 维持 在一定 的水 平，到 P 1 7开始 下 降，并 保持 在 此水 平进 入成 年期。P MC A1在 听泡 的表达 只见 于 E 1 2，在 大上 皮 嵴(g r e a t e r e p i t h e l i a l r i d g e，GE R)和 内毛 细胞 的 表 达 从 E 1 4开始，在 P 0 P 1 0表 达 稍微 增 强，到 P 1 2之 后表 达 明 显 增 强，并 维 持 在 此 水 平 到 成 年 期。而 P MC A1在小 上 皮 嵴(1 e s s e r e p i t h e l i a l r i d g e，L E R)和外 毛细胞(OHC s)的表达 也 从 E 1 4开始，在 P 0 P 1 0维 持在相 对高 的水平，从 P 1 2开始下 降，到成年 期 基本 消 失。P MC A1在 血 管 纹(s t r i a v a s c u l a r i s，陈请 国等 质膜钙泵 的结构功能及与听觉的关联 49 5 S V)的表达从 E 1 4开始，在 P 0 P 1 4表 达水 平较 高，到 P 1 7后 下 降，但 仍 维持一 定水 平 到成年 期。在整个发育阶段，P MC A1在螺旋韧带(s p i r a l l i g a-me n t，S L)几 乎 没 有 表 达，偶 尔 有 表 达 但 很 微 弱。P MC A1在 Re i s s n e r S me mb r a n e(RM)的 表 达 在 P 1 0之前 偶 尔 被 发 现，到 P 1 2之 后 表 达 完 全 消 失。P MC A1在 P O P 1 0的 耳 蜗 囊 细 胞(c o c h l e a r c a p s u l e c e l l s，C O)有 微 弱 的 表 达，到 P 1 2之 后 完 全 消 失。在 E 1 2 E 1 6，P MC A2在 耳 蜗 C VG 和 S G 偶 尔 表达，在 E l 8有 微弱 的表 达，从 P 2起 有 高水 平 表 达，一直 持 续 到 成 年 期。P MC A2在 听 泡 的表 达 只 见 于 E l 2，在 L E R和 OHC s的表 达从 P 0开 始 并 维 持在 较 高 的水平 到成 年期。P MC A2在 E 1 4 P 6的 S V 有 较 弱 的 表 达，到 P 1 0以后 完 全 消 失。在 整 个 发 育 阶段，P MC A2在 S L都 没 有 明显 的表 达。P M C A2在 RM 的表达 从 E 1 4开始，在 整个 发 育 阶段 都 维 持在 同样 的 水 平，在 内沟(i n n e r s u l c u s，I S)的 表 达从 P o开 始，在 P 2 P 6达 到 较 高 水 平，之 后 开 始 下降，到成年期 维持在很 弱 的水平。P MC A2在 耳 蜗囊细胞 的表达在整个发育阶段都没有被发现。从 E 1 4开始，P MC A3在 耳蜗 C VG和 S G偶 尔有 表达，从 P 0开始表达增 强，到 P 1 2达 到成年水平。P M-C A3 在 耳蜗 囊 细胞 的表 达 从 E l 8开 始，在 P 0达 到 高峰，之 后从 P 4开始 下 降，到 P 1 2后完 全 消失。P MC A4在 内耳 的表 达 和 其 他 亚 型 完 全 不 一 样，几 乎在所有年龄阶段的内耳都非常微弱，唯一的例外 是 它在 P 1 0内 毛细胞 有较 强 的表达。在内耳 中，除了 P MC A1 4的表达已被证实，有关其剪接变异体也被检测到。哺乳动物的整个耳 蜗 表达 P MC Al b、P MC A 2 b、P MC A3 a、P MC A3 c和 P MC A4 b【2 。而 两 栖 动 物 耳 蜗 中 只 表 达 P MC A1 和 P MC A2，分 别 是 P MC Al b x、P MC A2 a v、P M C A2 b v和 P MC A2 c v。其 中 P MC A1 b 和P M C A2 a 是 Ng L 动物 和 两栖 动 物 耳蜗 毛 细 胞 中最 常见 的 P MC A剪接体，前者分布于毛细胞和支持细胞的 胞体 外侧 膜，后 者主 要分 布在 毛 细胞 纤毛。P M C A2 a 是 青 蛙 及 大 鼠 耳 蜗 毛 细 胞 唯 一 表 达 的 P M C A2亚型，而 P MC A2 v只在 牛 蛙毛 细 胞 中表 达，在 哺乳动物没有表达。G r a t i 等_ 2 5 进一步发现成年 大 鼠耳蜗 中分布 的 P MC A2剪 接 变 异体 主要 是 z a 和 w a，后 者含 量更 多。最近 的研究 表 明，毛细 胞 去 极化时流入胞内的 C a 抖主要被 P MC A2剪接体 w a 排 出胞 外 1 引，有 趣 的是，P MC A2 w a对 2种 P M C A2活性激 活 剂钙 调节 蛋 白和 酸性 磷 脂 并不 敏 感，按理 说 它并 不 能 提 高 P MC A2在 C a 抖 快 速 内流 时 的排 钙 能 力_ 9 ，因此 推测 它 在 维 持静 息 状 态 下 细胞 内低 钙浓度 发 挥着 重要 作用。F u r u t a等 2 检测 P MC A1 4的剪接变异体在 成 年 大 鼠耳 蜗 组织 中 的表达，发 现 S V 和 S L中均表 达 P MC A1 b，但 不 表达 P MC A2 4。S G 表 达 P M CA1 h、PMCA2 a、2 b、2 c、PMCA3 a、3 b、3 c和 PM C A4 b。为了了解 P MCA剪接体的表达与年龄的相 关 性，进一 步检 测 P 0和 P 8耳 蜗 中的 P MC A1 4剪 接 体表 达情 况，发现 P 0和 P 8大 鼠 的整 个 耳蜗 均 表 达 P MC A1 b、P MCA2 a、2 b、2 c、P MCA3 a、3 b、3 c和 P MC A4 a、4 b，但它们在这两个年龄阶段 的表达没有 明显的区别。在 牛 蛙壶腹 嵴，P MC A1 3均有 表 达，P MC A4表 达 量 很 少，P MC A1和 P MC A2的 剪 接变异体 分别是 P MC Al b x、P Mc A2 a v和 P M C A2 b v。P MC A2 a v是 毛 细胞 顶 端 的主 要 变 异 体，这 点 与 D u mo n t等 的 研 究 结 果 相 同。P M C A1主要表达于毛细胞胞体外侧部，在毛细胞其他 部 位表 达 的还有 P MC A2和 P MC A3 z 引。毛细 胞 不 同部位 表达 不 同 的 P MC A 剪 接 方 式 可 能 与这 些 剪 接体的钙泵功能有关。4 P MCA与 听觉 P MC A在机体生理功能方 面发 挥着关键 的作 用，许多 疾病 都 与 其 缺 失 有 关。小 鼠 P MC A1基 因 的 无义 突变会 促进 血管 平 滑肌 细 胞 凋亡 _ 2 ，通过 检 测这 些细 胞 的收缩 功 能发现 P MC A1 在 胆碱 能兴 奋 性刺激或 KC 1 诱导的去极化后能有效地将 C a 排 出胞外。P MC A2在乳房泌乳腺体 2 、小脑蒲肯 野 细胞 1、内耳 毛 细 胞 2 有 高 度 表 达。由 于 P M C A2在乳 腺组 织 上 皮 细胞 有 明显 的表 达，因此在 调 节乳 汁 中 C a 抖 浓 度 方 面 也 发 挥 着 重 要 的 作 用。P MC A2基 因敲除 的小 鼠乳 汁 中的 C a 抖浓 度 明显 下 降。尽管 P MC A1 4及其各种剪接变异体均在 哺乳 动物 耳蜗 中表 达，但 P MC A2是 唯一 与 听觉 和 平衡 觉有 直 接关 联 的基 因F 3 1 ，在 De a f wa d d l e r 小 鼠 身上 首次 发现 P MC A2缺 失 或 突 变(G 2 8 3 S)会 导 致 先天性耳聋和平衡功能 障碍，表现为步态摇摆不定 及 脑袋 上 下 摆 动。随后 在 Wr i g g l e S a g a mi 小 鼠身 上 同样发 现 P MC A2突变 导致 听力 缺失 以及 平衡 失 衡 船 ，主要是 由于 P MC A2结构中第 4跨膜 区发生 碱基 替换(K4 1 2 E)，从 而 阻 止 P MC A2无 法 准 确 定 位于外毛细胞纤毛_ 3 引。但有趣的是，最近有研究发 现，P MC A2基 因中第六跨膜 区一 导致耳聋 的碱基 突变 位点($8 7 7 F)并不 影 响 P MC A2在 质 膜 上 的准 确定位。P MC A2基因突变导致毛细胞纤毛周 围 49 6 华中科技大学学报(医学版)2 0 1 5年 8月第 4 4卷第 4期 的内淋 巴液 中 的 C a 抖 浓 度 下 降，因 此 增 加 机 械 门控 通 道 开 放 的机 率，促 使 它 处 于 完 全 开 放 的 状 态 1，结果外 毛 细 胞 对 声 音 刺 激 变 得 不 敏 感，从 而 导致耳聋。P MC A2所致的平衡功能损害可能与前 庭系统或蒲肯野细胞的病变有关。P MC A2基因敲 除的小 鼠小脑 蒲肯 野细胞 增 多，颗粒 细胞 减少，分子 细胞 层变 薄I 3 ，这被认 为是 小 鼠平 衡 功能 不 全 的原 因。相比而言，P MC A2基 因突变 的小 鼠尽管大部 分蒲肯野细胞缺失，但它仍然只表现 出中等程度 的 共济 失调，由此 推测 前 庭 系统 发生 病 变 可 能是 导 致 P MC A 2基 因 敲除 小 鼠严 重 运 动失 衡 的 主要 原 因。研究发 现前 庭系 统结构 大 多正 常，但耳 石缺 失，这 是 由于 P MC A2功 能 的 缺失 导致 毛 细胞 内 的 C a 抖 不 能有效 地进 入 内淋 巴，从 而 致 使 耳 石 无 法 形 成。P MC A2纯合子突变的小鼠除了毛细胞出现病理变 化外，蜗 核螺旋 神经元及 球体 细胞 结构也 出现异 常l_ 3，可 能是 由于 P MC A2功能缺 失导 致胞 内 C a 抖 聚集，过高的 C a 抖浓度所产生的毒性使内耳形态结 构 发生 改变。小 鼠 P MC A2等位 基 因 Ob i 的无 义 突 变导致其 钙泵功 能钝化，从 而 出现进 行性 听力损 失 l 3。另外，相对 正 常 的小 鼠而言，P MC A2杂 合子 突变 的小 鼠对 噪音 耐 受 能力 较 差，噪音 暴 露下 更 容 易 出现 听力损失 l_ 3 。单独 P MC A2基 因突变所 引起 耳聋 在人 类 尚无 报道。目前 已发 现两个 家族 At p 2 b 2(P MC A2)基 因 突变所 致 的耳聋 l】。这 2种 病 例都 是 由 P MC A2 突变联 合钙 粘蛋 白 2 3(c a d h e r i n 2 3，C D 2 3)突变 导致 或加快听力丧失。其中一个家族是由常染色体隐性 突变加 重 C D2 3基 因突 变 导致 听力 损 失 4 ，另 一个 家族 由 C D2 3 基 因 的 T1 9 9 9 S突变 联 合 P MC A2基 因的 G2 9 3 S无 义突 变导致 进行 性耳聋 l_】，其 原 因在 于 P MC A2突变 后排 钙 能 力 减 弱，毛 细 胞纤 毛外 的 钙离子浓度降低，影 响发生在纤毛上 的钙依赖性和 钙粘 蛋 白介 导 的 黏 附 力l 3 ，致 使 毛 细 胞 机 械一 电转 导功 能丧失 而 引起耳 聋。患者 的母 亲 P MC A2基 因 突变，但 她 没 有 出现 听力损 失，其 原 因可 能在 于 P MC A2 的突变 位 点 G 2 9 3 S位 于 D e a f wa d d l e r 小 鼠 突变 位点 G2 8 3 S下游 1 O个 残基，这不 影 响 P MC A2 在毛细胞纤毛的表达，毛细胞纤毛的排钙功能虽然 减弱，但不足以致聋。因此推测这是人类 即使出现 P MC A2的 G2 9 3 S基因突变但没有出现听力损失的 原 因。钙粘蛋 白是 质 膜 受 体 家族 中 的一 员，而 质膜 受体家族能够促使 c a 抖依赖性的细胞间附着，在胚 胎发生过程中对调节器官和组织发育起着重要的作 用。C D2 3还是 毛 细胞 纤 毛 顶 端 连 接 的组 成 之 一，参 与机 械 电转导 过程。因此 推测 C D2 3在 内耳 听觉 方面发 挥着 重要 的作用。5 展 望 尽 管最 近几 年 有 关 P MC A 的研 究 有 了 很 大 的 进展，但仍远远不够，P MC A的 3 D结构的阐明还没 有 实质 性 进 展。低 级 脊 椎 动 物 的 毛 细 胞 纤 毛 能 在 C a 刺激 下运 动，因此 C a 可 能调 节毛 细胞 胞 体 和 纤 毛 的运动，而毛 细胞 的这 种 电动行 为 是 耳 蜗信 号 放 大及 频率选 择性 的生 理基础，因此 推测 P MC A 也 许发 挥 着更重 要 的作用，而不 只限 于钙泵 功能，但 证 实这 一 推测需 更 深 入 的 研究。随着 P MC A 在 不 同 组织、细胞甚至细胞某个区域中所发挥的作用引起 越来越多的关注，相信以后 有关 P MC A的形态、结 构及 功能 会得 到更充 分 的认 知。参 考 文 献 陈请 国等 质膜钙泵 的结构功能及 与听觉 的关联 4 9 7 1 3 1 4 1 5 1 6 3 07 1 8 1 9 E 2 o 2 1 E 2 2 2 3 2 4 2 5 3 2 6 E 2 7 1 5 1 6 1 5 2 1 HIl l J K，W i l l ia ms D E，Le Ma s u r i e r M，e t a 1 S p l i c e s i t e A c h o i c e t a r g e t s p l a s m a-me mb r a n e Ca 2+一 ATPa s e i s o f o r m 2 t o h a i r b u n d l e s J J Ne u r o s c i，2 0 0 6，2 6(2 3)：6 1 7 2 6 1 8 0 Pe n h e it e r A R，Fi l o t e o A G，Cr o y C L，e t a 1 Cha r a c t e r i z a t i o n o f t h e d e a f wa d d l e r mu t a n t o f t h e r a t p l a s ma me mbr a ne c a l c i u m AT P a s e 2 J He a r R e s，2 0 0 1，1 6 2(1 2)：1 9 2 8 S z e mr a j J，Ka we c k a I，Ba r t k o wi a k J，e t a 1 T h e e f f e c t o f a n t i s e n s e 0 l i g 0 n u c l e o t i d e t r e a t m e n t o f p l a s m a me mb r a n e Ca Z+一 AT P a s e i n P C1 2 c e l l s J Ce l l Mo l B i o l L e t t，2 0 0 4，9(3)：4 5 1 4 6 4 Fe r n a n d e s D，Z a i d i A，Be a n J，e t a 1 RNAi n du c e d s i l e n c i ng o f t h e p l a s ma me mb r a n e Ca 2 十一 ATPa s e 2 i n n e u r o n a l c e l l s：e f f e c t s o n Ca h o me o s t a s i s a n d c e l l v i a b i l i t y J J Ne u r o c h e m，2 0 0 7，1 0 2(2)：4 5 4 4 6 5 S t a u f f e r T P，Gue r i n i D，Ce l i o M R，e t a 1 I m mu n o l o c a l i z a t i o n o f t he p l a s ma m e m b r a ne Ca 2。卜p u mp i s o f o r m s i n t h e r a t b r a i n _ J B r a i n R e s，1 9 9 7，7 4 8(1 2)：2 卜2 9 Re i n h a r d t T A，Ho r s t R L Ca +一 ATPa s e s a n d t he i r e x p r e s s i o n i n t h e ma mma r y g l a n d o f p r e g n a n t a n d l a c t a t i n g r a t s J Am J Ph y s i o 1，1 9 9 9，2 7 6(4 Pt 1)：C79 6 8 0 2 S t a h 1 W L，a k i n T J，Owe n s J W J r，e t a 1 Pl a s ma me mbr a n e Ca 一 ATPa s e i s o f o r ms：d i s t r ibu t i o n o f mRNAs i n r a t b r a in b y i n s i t u h y b r i d iz a t i o n J B r a i n Re s Mo l Br a i n R e s，1 9 9 2，1 6 (3 4)：2 2 3 2 3 1 Gr e e b J，S hu l l G E Mo l e c u l a r c l o n i n g o f fl t h i r d i s o f o r m o f t h e c a l mo d ul i n s e ns i t i v e p l a s ma me mb r a n e Ca 0 十一 t r a n s p o r t i n g ATP a s e t h a t i s e x p r e s s e d p r e d o m i n a nt l y i n b r a in a n d s k e l e t a 1 mu s c l e J J B i o l C h e m，1 9 8 9，2 6 4(3 1)：1 8 5 6 9 1 8 5 7 6 Z a c h a r i a s D A，Ka pp e n CDe v e l o p m e n t a l e x p r e s s i o n o f t h e f o u r pl a s ma m e mbr a n e c a l c i u m ATPa s e(PM CA)g e n e s i n t h e mo u s e J B i o c h i m B i o p h y s Ae t a，1 9 9 9，1 4 2 8(2 3)：3 9 7 4 0 5 Fu r u t a H，Lu o L，He pl e r K，e t a 1 Ev i d e n c e f o r d i f f e r e n t i a l r e g u l a t i o n o f c a l c i u m b y o u t e r v e r s u s i n n e r h a i r c e l l s：p l a s ma me mb r a n e C a AT P a s e g e n e e x p r e s s i o n J He a r R e s，1 9 9 8，1 2 3(1 2)：1 0 2 6 Cr o u c h J J，S c h u l t e B AI d e n t i f i c a t i o n a n d c l o n i n g o f s i t e C s p l i c e v a r i a n t s o f p l a s ma me m b r a n e Ca ATPa s e in t h e g e r b i l c o c h l e a J He a r Re s，1 9 9 6，1 0 1(1 2)：5 5 6 l _ Du mo n t R A，Li n s U，Fi l o t e o A G，e t a 1 Pl a s ma me mb r a n e c a。_。一 ATP a s e i s o f o r m 2 a i s t h e P Mc A o f h a i r b u n d l e s J J Ne u r o s c i，2 0 01，21(1 4)：5 0 6 6-5 0 7 8 Gr a t i M，Ag g a r wa l N，S t r e h l e r E E，e t a 1 Mo l e e u l a r d e t e r mi n a n t s f o r d i f f e r e n t i a l me m b r a ne t r a f f i c ki n g o f P M CA1 a nd P MC A2 i n ma mma l i a n h a i r c e l l s J J C e l l S c i，2 0 0 6，1 1 9(P t 1 4)：2 9 9 5-3 0 07 P o l i me ni M，Pr i g i o n i I，RU S S O G，e t a 1 Pl a s ma me mb r a n e Ca 2+一 ATPa s e i s o f o r m s i n f r o g c r i s t a a mp u l l a r i s!I d e n t i f i c a t i o n o f P MC A1 a n d PMCA2 s p e c i f i c s p l i c e v a r i a n t s J He a r Re s，2 0 0 7，2 2 8(1 2)：1 1 2 l _ Oku n a de G W，Mi l l e r M L，Py n e G J，e t a 1 Ta r g e t e d a b l a t i o n o f p l a s ma m e m b r a ne Ca 0+一 ATPa s e(P M CA)1 a n d 4 i n d i c a t e s E 2 8 2 9 3 o 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 O a ma j o r h o u s e k e e pi n g f u nc t i o n f o r PMCA1 a n d a c r