氯化物开关打开膜形成

氯化物在基底膜的形成中起关键作用，基底膜是细胞外部的上层结构，其构成并引导身体大部分组织的功能。Vanderbilt大学医学中心(VUMC)的研究人员今天在“细胞生物学杂志”上报告说，特别是氯化物标志着胶原蛋白IV“智能支架”的组装，这是基底膜形成的关键步骤。

“这是一个基本的发现，”资深作者Billy Hudson，博士，Elliott V. Newman医学教授和基质生物学中心主任说。这是第一个确定氯化物的信号功能，氯化物是一种有助于维持适当的血容量，血压和酸/碱平衡的电解质。

Hudson说，氯化物在细胞外建立“微环境”的新发现，突出了胶原蛋白IV在动物组织进化中的重要性。它还提出了治疗或预防影响基底膜疾病的潜在方法。

来自VUMC和范德比尔特大学几个系和研究中心的19位科学家为这项研究做出了贡献，该研究始于九年前。四位共同作者参加了由Asdirnaut和他的妻子Julie Hudson医学博士共同创办的来自弱势背景的高中和大学生的“Aspirnaut”暑期研究项目。

整个动物界都发现了胶原蛋白IV支架。它们为上皮组织提供拉伸强度，束缚多种大分子和生长因子，并结合整联蛋白(细胞表面受体)。

在这方面，这些细胞外支架是一种“分子GPS”，Hudson说，“载满了细胞如何相互生长和交流的信息。” 然而，即使是细胞矩阵通信系统也可能“被炸毁”。他说，这就是糖尿病对肾脏和癌症对组织的作用。它扰乱了沟通。

在过去的45年中，Hudson和他的同事帮助定义了胶原蛋白IV支架的结构和功能。

结构单元分子是三股螺旋，三股股像绳子一样扭曲在一起。每个绳状链的一端用一小片氨基酸分子封闭，称为NC1“结构域”。当两个三螺旋分子的结构域结合在一起时，启动支架组装。

该论文的前三位作者Christopher Cummings博士，Vadim Pedchenko博士和Kyle Brown博士领导了当前的研究，该研究始于在结晶表面发现氯化物域。这让研究人员感到疑惑：氯化物是否可以调节胶原蛋白IV链组装成支架?

通过一系列实验，他们表明情况就是如此：细胞外部的胶原蛋白IV组装绝对需要氯化物。当氯化物与NC1结构域结合时，它会“引发开关”，通过诱导构象变化，使它们像拼图一样融合在一起。

由于这些结合基序遍布整个动物界，“我们推断开关是胶原蛋白IV支架装配的基本机制，”研究人员得出结论。

研究人员还表明，在果蝇中，支架组装被破坏，NC1结构域的基因发生突变。人类中的类似突变与中风和Alport疾病有关，Alport疾病是一种导致听力丧失和肺和肾损伤的遗传性疾病。

在该论文的一篇社论中，哈德森说这一发现“只是进入这种复杂细胞外机器的一小窗口。” 但有一天，他补充说，通过改变氯化物开关可能可以治疗某些基底膜疾病。