已有研究表明，ASIC2（酸敏感离子通道2）与ENaC（上皮钠通道）亚基是肾血管平滑肌细胞牵张诱导的机械感受器电流及小动脉压力诱导收缩反应所必需的。为验证ENaC亚基与ASIC2能否共同构成机械敏感离子通道，研究人员在非洲爪蟾卵母细胞中共表达ASIC2a与ENaC β、γ亚基，并以Na+为传导离子，通过改变灌流速率诱导流体剪切力，检测通道响应。基线条件（0.5 ml/min）下，共表达ASIC2a与β/γENaC（ASIC2a+β/γENaC）的卵母细胞较单独表达ASIC2a的细胞产生更大的内向Na+电流。仅在ASIC2a+β/γENaC表达的卵母细胞中，基线电流随灌流速率提升至5 ml/min而增加。该内向Na+电流对10 μM阿米洛利不敏感，但在胞外Na+被NMDG+（N-甲基-D-葡萄糖胺）替换时被抑制。功能获得性突变体ASIC2aG430V可产生明显可被阿米洛利抑制的基线电流。有趣的是，流体介导的通道激活依赖亚基组成：5 ml/min灌流速率使表达ASIC2aG430V或ASIC2aG430V+βENaC的卵母细胞Na+电流增加2倍，而当γENaC或β与γ亚基同时与ASIC2aG430V共表达时，电流增幅进一步提升至约4倍。酸性pH可诱导ASIC2aG430V+β/γENaC的通道活性高于单独表达ASIC2aG430V。相反，ENaC β与γ亚基未改变通道对不同大小一价阳离子的通透性。综合实验结果与结构建模表明，ASIC2a可与ENaC β及γ亚基组装形成机械敏感离子通道。
该研究由匹兹堡大学研究人员发表于《Journal of Biological Chemistry》，聚焦于ENaC/Degenerin家族离子通道在机械感受中的作用机制。既往研究已证实，肾血管平滑肌细胞的牵张诱导机械感受器电流及小动脉压力性收缩依赖于βENaC与ASIC2，且βENaC缺陷小鼠与ASIC2基因敲除小鼠的肌源性收缩显著受损，但具体分子机制尚未明确，尤其是ASIC2与ENaC亚基是否可直接组装形成功能性机械敏感离子通道仍缺乏直接证据。为此，研究人员利用非洲爪蟾卵母细胞异源表达系统，结合电生理记录与结构生物学手段，验证了ASIC2a与ENaC β、γ亚基可形成对流体剪切力敏感的阳离子通道，并解析了其亚基组成的功能差异与相互作用模式。这一发现为理解血管压力感受的分子基础提供了新视角，也为相关疾病机制研究提供了潜在靶点。
关键技术方法上，研究采用非洲爪蟾卵母细胞异源表达体系，通过双电极电压钳记录不同灌流速率下的全细胞Na+ 电流以评估机械敏感性；构建ASIC2a功能获得性突变体G430V以提升基线活性；利用免疫共沉淀验证蛋白相互作用；通过AlphaFold3结构建模与PISA界面分析评估亚基组装的空间兼容性。所有电生理实验均在至少两只不同供体蛙来源的卵母细胞中重复验证。
研究结果分为六个部分。第一部分为“由小鼠ASIC2a与ENaC β、γ亚基组成的杂合通道可被流体剪切力激活”。研究发现，仅共表达ASIC2a与β/γENaC的卵母细胞在灌流速率从0.5 ml/min提升至5 ml/min时出现电流显著增加，且该电流对10 μM阿米洛利不敏感、可被Na+ 替换为NMDG+ 阻断，证实杂合通道兼具ASIC与ENaC特性，并具备机械敏感性。
第二部分为“ASIC2a的退化素位点突变G430V保留其门控特性”。为解决野生型ASIC2a基线电流低的问题，研究人员引入功能获得性突变G430V。该突变体在注射后48小时即可检测到显著基线电流，对阿米洛利的IC50 约为1.2 μM，且单独表达时即对高灌流速率产生响应，表明突变增强了通道活性与阿米洛利敏感性。
第三部分为“ENaC β、γ亚基不改变ASIC2aG430V的离子选择性”。通过置换胞外导电阳离子（Na+ 、Li+ 、K+ ）并记录电流-电压关系，发现ASIC2aG430V与ASIC2aG430V+β/γENaC均对K+ 通透，且Li+ 电流低于Na+ 电流，两者离子选择性无显著差异，提示β/γ亚基不参与调控该通道的离子筛选特性。
第四部分为“ENaC β、γ亚基对流体介导通道激活的贡献”。研究显示，高灌流速率可使ASIC2aG430V或ASIC2aG430V+βENaC的电流增加2倍，而共表达γENaC（无论是否含βENaC）时电流增幅达4倍，表明γENaC是增强流体敏感性的关键亚基。
第五部分为“ASIC2a与ENaC β、γ亚基在HEK293细胞中相互作用”。免疫共沉淀实验证实，ASIC2aG430V可与βENaC或γENaC分别形成稳定复合物，且相互作用不依赖另一ENaC亚基的存在，支持两者在通道复合体中直接结合。
第六部分为“结构建模支持ASIC2a与ENaC β、γ亚基组装”。AlphaFold3建模显示，ASIC2a可替代αENaC在经典αβγENaC三聚体中的位置，亚基界面无空间位阻冲突；PISA分析进一步证实各界面埋藏表面积、组装自由能、氢键与盐桥数量均符合稳定蛋白复合物的特征。
讨论部分指出，该研究首次在异源系统中直接证明ASIC2a与ENaC β/γ亚基可组装成机械敏感离子通道，解释了既往动物模型中βENaC与ASIC2缺失导致血管肌源性收缩缺陷的机制。γENaC对流体敏感性的特异性增强作用与其在ENaC家族中调控通道功能的结构角色一致，而βENaC可能更多发挥支架作用。研究提出的血管平滑肌机械感受模型认为，该离子通道复合体通过与细胞外基质、细胞内细胞骨架的物理连接实现机械信号转导，未来仍需鉴定该复合体的其他辅助组分。最终结论明确：ASIC2a与ENaC β、γ亚基可组装形成对流体剪切力敏感的阳离子通道，其机械敏感性主要由γENaC决定，结构建模支持该异源三聚体的稳定性。
打赏
