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酸碱平衡是一个极为重要的生理学参数,几乎影响一切pH敏感的生物学过程和生物功能的发挥,如中枢神经元和心肌细胞的兴奋性、心率产生、肌肉的伸缩、消化、生殖与发育等。因此,维持细胞内外液的pH稳态具有重要的生理学意义。众所周知,HCO3–是机体最重要的pH缓冲体系的组成部分,由于HCO3–携带负电荷不能自由地透过磷脂双分子层,定位在膜上的HCO3–转运蛋白对HCO3–的跨膜转运则显得尤为重要,它可以加速CO2的清除,调节细胞和整个机体的pH,调控液体的流动以及酸碱分泌等。 SLC4基因家族是最主要的HCO3–跨膜转运载体之一。NBCn2属于SLC4基因家族,是一种电中性的钠离子偶联的碳酸氢根转运体(NCBTs)。NBCn2在中枢神经系统中表达极为丰富,对于神经元的pH调控和脑脊液的产生等都具有重要的生理学作用。而NBCn2功能失常与癫痫、智障等疾病的发生密切相关。NBCn2由Slc4a10基因编码,由于在mRNA水平上的选择性剪接,Slc4a10基因可以产生多种不同的表达产物形式,目前已经发现了四种:NBCn2-A,-B,-C,-D。 NBCn2在中枢系统中的表达分布、生理学及病理学重要性已经得到比较广泛的研究与认识。然而,Slc4a10基因的表达调控机制仍有待研究。此外,NBCn2在其他组织中的表达及生理学作用也尚不清楚。为了解决这些问题,我们进行一系列的研究,并取得的以下重要发现: (1)发现了Slc4a10基因两个新的外显子,它们可能作为Slc4a10基因其他的转录起始位点。 (2)从大鼠中克隆了两类新的Slc4a10转录产物,这两类转录产物编码四种新的NBCn2异构体:NBCn2-E,-F,-G,-H。文献中已经报道的NBCn2-A/B/C/DNt的起始四个氨基酸残基序列为MEIK(我们将这些NBCn2异构体记为MEIK-NBCn2)。而NBCn2/E/F/G/H的Nt起始序列是MCDL(记为MCDL-NBCn2)。 (3)从小鼠中也克隆了NBCn2-E/F/G/H。出乎意料的是,和其他物种相比,小鼠Slc4a10基因含有一个单碱基“变异”,导致小鼠NBCn2-E/F/G/H的Nt缺失了13个氨基酸残基,使其Nt起始氨基酸序列变为MQPG,我们称之为MQPG-NBCn2。 (4)利用能特异性识别NBCn2不同Nt的多克隆抗体,通过westernblot,我们研究发现不同Nt的NBCn2蛋白的表达具有完全不同的组织特异性。在大鼠中,MEIK-NBCn2仅在中枢神经系统表达,而MCDL-NBCn2则主要在肾脏中表达,此外小肠中也有少量表达。 (5)由于mRNA的选择性剪接,NBCn2有两类不同Ct:一种较短的不含PDZ-bindingmotif的Ct(non-PDZ-Ct)和一种较长的PDZ-bindingmotif“ETCL”的Ct(PDZ-Ct)。通过RT-PCR和cDNA克隆,我们发现NBCn2的这两类不同Ct的表达具有不同的组织特异性。含non-PDZ-Ct的NBCn2只在神经组织中表达,而含PDZ-Ct的NBCn2则主要在上皮组织中表达。 我们的研究结果大大地丰富了人们对Slc4a10基因表达产物的多样性认识,对于研究Slc4a10基因的表达调控机制,以及了解NBCn2在其他组织器官中的生理学作用具有重要意义。