The machinery of local Ca2+ signalling between sarco-endoplasmic reticulum and mitochondria

doi:10.1111/j.1469-7793.2000.00069.x

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.2000年11月15日；529第1部分（第1部分）：69-81。

doi:10.1111/j.1469-7793.2000.00069.x。

肌-内质网和线粒体之间局部Ca2+信号传递机制

G Hajnóczky先生¹, 哥索拉斯, M Madesh先生, P帕彻

附属公司

PMID： 11080252
PMCID公司：项目经理2270182
内政部： 10.1111/j.1469-7793.2000.00069.x号

审查

肌内质网和线粒体之间局部Ca2+信号传导的机制

G Hajnóczky先生等。生理学杂志. 2000.

.2000年11月15日；529第1部分（第1部分）：69-81。

doi:10.1111/j.1469-7793.2000.00069.x。

作者

G Hajnóczky先生¹, 哥索拉斯, M Madesh先生, P Pacher公司

附属

¹美国宾夕法尼亚州费城托马斯杰斐逊大学病理、解剖和细胞生物学系，邮编：19107。gyorgy.hajnoczky@mail.tju.edu

PMID： 11080252
PMCID公司：项目经理2270182
内政部： 10.1111/j.1469-7793.2000.00069.x号

摘要

越来越多的证据表明，细胞溶质[Ca2+]（[Ca2+]c）尖峰和振荡向线粒体的传播对于控制基本细胞功能很重要。将[Ca2+]c尖峰传递到线粒体可能利用线粒体Ca2+摄取位点的激活，通过激活的肌内质网（SR/ER）Ca2+释放通道附近发生的局部[Ca2+/]c大量升高。虽然直接测量线粒体感受到的局部[Ca2+]c很困难，但最近的研究揭示了SR/ER和线粒体之间局部Ca2+通讯的分子机制。SR/ER的亚区与线粒体密切接触，并显示出Ca2+释放位点的浓度，为向线粒体靶点有效输送释放的Ca2+提供条件。此外，SR/ER Ca2+释放位点和线粒体Ca2+摄取位点之间信号传递的许多功能特性，包括高[Ca2+]的瞬时微域、释放Ca2+使线粒体Ca2+吸收位点饱和、多个释放位点与每个摄取位点的连接和量子传递，类似于神经递质释放位点和突触后受体在突触传递中的耦合特征。因此，SR/ER和线粒体之间的Ca2+信号传输可以利用离散的通信位点和与细胞之间突触信号传播密切相关的功能结构。

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数字

**图1。RBL-2H3肥大细胞内质网与线粒体的物理和功能耦合**
*A、，*显示RBL-2H3肥大细胞薄片（80 nm）的电子显微照片。器官标记如下：nu，细胞核；内质网；m、线粒体；sv，分泌小泡。箭头指向内质网线粒体连接。注意，只有少数内质网、线粒体和内质网-线粒体连接处有标记。*B、，*IP的同步共焦成像_三R驱动[Ca²⁺]_c（c）和[Ca²⁺]_米RBL-2H3细胞中的信号。细胞首先用rhod-2 AM（[Ca²⁺]_米; 3 μ米在37°C下持续50分钟），然后使用fluo-3 AM（[Ca²⁺]_c（c）; 5 μ米在室温下保持25分钟）。铑-2测定[Ca的证据²⁺]_米在RBL-2H3细胞中，通过Csordás中描述的形态学和药理学研究提供等。1999.荧光-3和铑-2反射[Ca的荧光强度²⁺]_c（c）和[Ca²⁺]_米分别用线性绿色和红色标尺表示。共聚焦图像时间序列显示[Ca的时空模式²⁺]磷脂酶C连接腺苷受体激动剂5′诱发的反应-(*N个-*乙基）甲酰胺腺苷（NECA，50μ米). 图中显示了[Ca的相应轨迹²⁺]_c（c）和[Ca²⁺]_米（fluo-3和rho-2信号分别表示为荧光任意单位）计算图像i上方框标记的区域。

**图2。RyR驱动[Ca的协调²⁺]_c（c）和[Ca²⁺]_米H9c2透化心肌管中的振荡和波动**
[Ca的同步共焦成像²⁺]_c（c）和[Ca²⁺]_米分别使用fluo-3和分隔的rhd-2进行。首先用rho-2 AM（4μ米在37°C下保持50分钟），并在渗透后，使用fluo-3 FA（10μ米)添加到细胞内培养基中。[Ca的测量²⁺]_米Szalai已经描述了渗透性肌管中含有rho-2等。2000.氟-3和硫-2反射[Ca的荧光强度²⁺]_c（c）和[Ca²⁺]_米分别用线性绿色和红色标尺表示。共聚焦图像时间序列显示[Ca的时空模式²⁺]RyR激活剂咖啡因引起的反应。[加利福尼亚州²⁺]_c（c）和[Ca²⁺]_米棘波以波的形式通过肌管传播（中排图像显示第一波，而下排图像显示第二波）。图中显示了[Ca的相应轨迹²⁺]_c（c）和[Ca²⁺]_米计算上排图像上由方框标记的区域。f.a.u.，荧光任意单位。

**图3。钙²⁺原始细胞和暴露于C2-陶瓷的细胞中线粒体的释放**
A类和*B、，*膜周时间进程²⁺]（[钙²⁺]_下午)和[Ca²⁺]_米以及咖啡因在两个单独的rho-2负载的渗透性肌管中诱发的反应。[加利福尼亚州²⁺]_下午使用fura-C进行监测₁₈.CGP 37157（CGP，10μ米;A类)和环孢菌素A（CSA，1μ米;B类)关于咖啡因诱导的[Ca²⁺]振荡。插图：[Ca²⁺]_米通过同步上升相显示药物添加前后记录的峰值。经Szalai许可复制等。(2000).C、，CSA对线粒体钙的影响²⁺钙诱发的螯合作用²⁺脉冲（3个脉冲，25μ米氯化钙₂每种）在未经处理的（左侧）和经处理的C2-陶瓷悬浮液（C2；40μ米持续3分钟；右图）透性HepG2细胞。与成像研究相反，细胞内钙²⁺商店能够控制全球媒体²⁺]（[钙²⁺]_c（c）)在细胞悬液研究中，由于细胞质量与浴体积之比大于成像实验中的20倍。[Ca的测量²⁺]_c（c）如Szalai所述，使用添加到细胞内培养基中的fura-2 FF/游离酸进行等。1999年*K（K）*_d日值为3μ米在细胞内培养基中测定（G.Csordás和G.Hajnóczky，手稿编制中），并用于将fura-2 FF荧光比率转换为[Ca²⁺]浓度。

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