能控制细胞内酸含量的蛋白质

生物通报道：德州大学西南医学中心进行的一项研究发现：一种负责调节细胞内酸含量的蛋白能将由于心脏病发作而积聚在心肌细胞中的酸泵出胞外，该蛋白受细胞体积变化的直接影响而被激活。

NHE1是所有细胞膜上都存在的蛋白质，并在癌细胞中尤其活跃。研究发现这种蛋白受由细胞体积改变引起细胞膜拉伸的调控。此研究即将发表在新一期的PNAS上。 

NHE1属于运输蛋白，它能在细胞膜上快速摆动自己的形态，允许细胞外的钠离子进入细胞，而使带正电的氢离子（质子）从胞内释放出去，从而降低了细胞内的酸度。胞内质子的量越少，其酸度就越低。

“细胞内酸度的变化是个很强的信号，它调控着细胞的生长和增殖。” 此研究的第一作者德州大学西南医学中心生理学教授Hilgemann博士说。激素，和许多其他控制细胞生长和增殖的信号都对NHE1产生作用。研究发现当细胞体积增加时，NHE1的功能就被关闭，如果细胞体积减小，NHE1就会直接感应到膜上的机械力的变化从而开启自身的功能。

对于药物研发防止细胞死亡的研究人员来说，NHE1运输蛋白是许多人感兴趣的焦点之一，因为心脏病发作或者是中风往往伴随细胞死亡。在缺血症中，心脏细胞和脑细胞的血液供给被切断，此时细胞胞内的酸度很高。随着身体正常代谢机制的恢复，NHE1系统就开始运作，将积聚的酸都泵出胞外，而将钠离子吸收至胞内。但是这种系统非常活跃，可能导致胞内的钠离子过多。缺血症中细胞的死亡主要是因为钠的含量太高的缘故。几乎所有从事抑制NHE1的研究都表明：如果能阻断这种运输蛋白，那么就可以避免由于缺血引起的细胞死亡。

之前的研究也暗示NHE1在癌细胞扩散或转移中扮演某种角色，癌细胞迁移时必须改变自身的体积—— 一端突出，另端收缩。Hilgemann博士说其他的研究者也推测：细胞移动时NHE1位于细胞的前部，而且不断调整位置使其位于细胞前部的位置。

他说，“在癌症方面的作用也许是偶然的，但了解这一系统对于了解细胞生物学的很多方面都有很重要的意义。”

这份研究也将NHE1与存在于肾内的另一种非常相似的运输蛋白—— NHE3进行了比较分析。“我们发现这两种系统对于细胞变化的反应呈现出明显不同的方式。” Hilgemann博士说，“举例来说，肾内的NHE3的作用是能使细胞重新吸收钠离子，而根本不受细胞体积变化的调控。

Hilgemann博士及其同事改进了现存的实验方法从而研究NHE运输蛋白以及细胞内酸度改变的方式。
他们对优化改良了一种微小的传感器，使之能能准确测定质子穿过细胞膜的运动情况，从而帮助研究人员了解胞内的酸度是如何改变的。Hilgemann博士说，“这一进步能帮助我们更好的去研究这些系统工作的方式”。(Alex)