在最新的《Science》在线发表中，来自南开大学的唐向东研究组和美国Temple大学的研究组联合报道了存在于细胞膜上的L-型钙通道与位于内质网上的CRAC钙通道之间存在交互调控，唐向东教授和Gill教授分别为该文的资深作者。

（唐向东教授，图片来源：唐向东教授）

   “钙离子除了作为骨骼和牙齿的重要成分外，还以游离的形式存在于血液、组织液和细胞内部。可以说人类所有的生命活动都离不开钙离子：从能够感觉到的呼吸、心跳、肌肉运动到不大看得到的受精、发育、分娩、生长乃至思考与血糖的调节，无一没有钙离子的参与。”唐向东教授这样告诉记者。“钙离子是作为细胞内的第二信使短暂地进入细胞浆来调节与实现上述这些生命活动的。在安静状态下，细胞浆内钙离子要低于细胞外1000万倍，正常细胞不能抵御长期的细胞浆内钙离子升高，否则会发生细胞的病态增生、肥大甚至死亡，这是某些恶性肿瘤、高血压、心脏病的主要发病机制。”

  唐教授继续解释说，在许多细胞上，比如心肌和血管平滑肌，提供钙离子进入细胞浆发挥第二信使作用的途径就是所谓的L-型钙通道。其实，在细胞内部还存在一种叫做内质网的细胞器，其内也存在大量的钙离子，这些钙离子同样能够释放到细胞浆特别是在细胞核周围发挥第二信使作用。但是这些细胞内“钙储存库”有一个缺点，就是一旦其内钙离子释放了，必须有某种机制来从细胞外得到补充，有关这个钙释放激活钙通道（CRAC）的分子身份困惑了科学家近30年。作为国际上著名的离子通道研究专家，唐教授自05年加入马里兰大学起便一直与Gill教授合作，终于在06年前后与其他研究组同时搞清CRAC实际上是由位于内质网膜上的STIM和位于细胞膜上的Orai共同组成。

   2007年回南开大学工作后，唐向东研究组继续升入研究CRAC通道，一方面利用南开大学的结构生物学优势进行三维结构解析，另一方面探索CRAC的生理与病理意义。他们采用膜片钳技术率先发现在某些细胞上，L-型钙通道激活本身也能引发CRAC开放，后者又反过来抑制先前的L-型钙通道开放，这是生物体内普遍存在的“负反馈”调节，显然这将防止细胞浆内钙离子过度地升高，因此是细胞的一种自我保护机制。Gill教授研究组接着追踪了CRAC究竟是如何反馈抑制L-型钙通道的，经过3年的研究，终于发现在内质网膜上的STIM蛋白，在钙库清空后发生了构象改变，然后通过一个叫SOAR的片段与L-型钙通道直接结合，从而抑制后者的进一步开放。无独有偶，斯坦福大学的Dolmetsch研究组在神经细胞上也获得类似结果，他们的结果也一同发表在《Science》上。

   这一发现的意义是多方面的。首先让人们更深入的认识到细胞是如何通过钙通道之间的交互调控来发挥生理功能又不至于处于危险之中。其次，既然STIM蛋白能与L-型钙通道相互调控，它也有可能与其他钙处理分子之间发生相互作用。再者，CRAC和L-型钙通道广泛存在与多种细胞特别是心肌、血管平滑肌与免疫细胞，干预这2种通道的交互调控必将影响某些心血管疾病与恶性肿瘤的发生发展。“本以为CRAC的分子身份尘埃落定了就可以消停一会了，不料新的发现这么快又给自己设立了新的起点，未来--任重道远”，唐向东意犹未尽。

   最后，唐向东教授感谢回国后一直得到南开大学、天津市及其他各方面的帮助，特别感谢科技部重大研究计划“973”、国家自然科学基金及天津市科技支撑计划的资助。

作者简介

唐向东，男，1963年1月生。现任南开大学特聘教授，博导。曾担任美国爱荷华大学访问学者、博士后，美国宾夕法尼亚大学讲师，美国马里兰大学助理教授，07经南开大学全球海选为特聘教授。08年受邀担任中国科协学术沙龙特邀专家，接受科技日报专访。09年担任第十次全国药理学大会组委会主任委员（天津）。10年当选天津市药理学会副理事长。09年联合创办Olympharma维生素有限公司（一期投资1.5亿元），任总经理、董事首席科学家，年产天然99.9%纯维生素E 500吨，并研发MSRA化妆伴侣系列产品。担任教育部重点学科与博士点评审专家，长江教授通讯评审专家，国家自然科学基金评审专家、天津市十二五科技规划医学组专家组成员。

唐向东教授主要从事心血管系统及抗衰老药物研发，1991-1997年间集中研究ATP-敏感钾通道，该通道与心肌缺血和糖尿病等密切相关，研究成果发表于Neurosci Letter和《中国科学》等，并获得总后勤部科技进步二等奖。2000-2007年，主要研究大电导钙离子激活的钾通道在心血管疾病中的作用及机制，及氧化蛋氨酸还原酶（msra）的抗衰老作用。07年回国后，研究心脏钙调素依赖型蛋白激酶II CaMKII) 对L型钙离子通道的调节机制，为开发CaMKII抑制剂作为新型抗心律失常药奠定基础。另一项研究针对CRAC通道各分子成分之间的相互作用机制及CRAC与L-型钙通道之间的相互作用。发现血管平滑肌的CRAC通道与冠心病、高血压及血管成型后的狭窄与再狭窄有密切关系，目前研发CRAC阻滞剂作为新型的血管支架涂层。

目前主持科技部重大研究计划“973”1项（课题组长）、国家自然科学基金1项、天津市科技支撑计划1项和教育部博士点基金1项。

近期代表性学术论文
Wang, Y., X. Deng, S. Mancarella, E. Hendron, S. Eguchi, J. Soboloff, X. D. Tang and D. L. Gill. The calcium store-sensor, STIM1, reciprocally controls Orai and CaV1.2 channels. Science, 2010
Li, C., J. Li, H. Sun, T. Bai, Y. Liu, X. Li, G.W. He, X.W. Zhou, W.J. Lederer, T.B. Rogers, M.E. Anderson and X. D. Tang. PKD2, CaMKII and phosphatase PP1 form a local network required for Ca2+ channel activation and heart remodeling. (submitted to Cell).
Wang Y., X. Deng, Y. Zhou, E. Hendron, M. Ritchie, X. D. Tang, T. Kurosaki, Y. Mori, J. Soboloff, and D.L. Gill. STIM Protein Coupling in the Activation of Orai Channels. Proc Natl Acad Sci USA，2009. 106(18):7391-6.
Soboloff, J., M.A. Spassova (co-first author), X. D. Tang, T. Hewavitharana, W. Xu, and D.L. Gill, Orai1 and STIM reconstitute store-operated calcium channel function. J Biol Chem, 2006. 281(30): 20661-5.
Tang, X. D., M.L. Garcia, S.H. Heinemann, and T. Hoshi, Reactive oxygen species impair Slo1 BK channel function by altering cysteine-mediated calcium sensing. Nature Struct Biol, 2004. 11(2): 171-8 .
Tang, X. D., L.C. Santarelli, S.H. Heinemann, and T. Hoshi, Metabolic regulation of potassium channels (invited review). Annu Rev Physiol, 2004. 66:131-59.
Tang, X. D., R. Xu, M.F. Reynolds, M.L. Garcia, S.H. Heinemann, and T. Hoshi, Haem can bind to and inhibit mammalian calcium-dependent Slo1 BK channels. Nature, 2003. 425(6957): 531-5.
Ruan, H., X. D. Tang (co-first author), M.L. Chen, M.L. Joiner, G. Sun, N. Brot, H. Weissbach, S.H. Heinemann, L. Iverson, C.F. Wu, and T. Hoshi, High-quality life extension by the enzyme peptide methionine sulfoxide reductase. Proc Natl AcadSci USA, 2002. 99(5): 2748-53.

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