在細胞內鈣(Ca2+)的平衡至關重要,因為它影響許多生理過程,包括肌肉收縮、神經傳導和免疫反應。儘管這一過程相當複雜,但有部分蛋白質被認為在其中扮演著至關重要的角色,其中最引人注目的便是STIM家族的成員,尤其是STIM1和STIM2。這兩種蛋白質共同工作,調節細胞內鈣儲存的再填充,並確保細胞功能的正常運行。
STIM家族的發現為鈣信號通路的研究開啟了新的視窗,特別是在理解STIM2的作用方面。
STIM2蛋白是由STIM2基因編碼的,這一基因位於人類的第4號染色體上。這種蛋白質的主要功能是感知鈣離子的變化,並成為鈣進入細胞的開關。STIM2通過感測內質網(SR)中的鈣濃度變化,啟動稱為“儲備操作鈣進入”(SOCE)的機制,從外部環境重新補充鈣。雖然STIM1在觸發SOCE方面發揮主要作用,但STIM2的角色則更像是一種反饋調節器,幫助穩定細胞內的鈣平衡。
研究顯示,STIM2能夠很敏感地探測到內質網中鈣含量的微小變化。當鈣水平下降時,STIM2會轉換到活化狀態,與位於細胞膜的鈣通道如Orai和TRPC通道互動,從而促進鈣的重新進入。儘管STIM2的功能在過去幾年中仍然存在一定的爭議,但有研究表明它對多種細胞類型的發展和功能至關重要,包括平滑肌細胞、免疫系統細胞和神經元。
在腦組織中,STIM2被認為是優勢形式,這使其在神經元中的角色尤為重要。
STIM2基因的表達在大多數人類組織中都能夠檢測到,其蛋白水平在許多細胞系中與STIM1共同存在。特別是在神經和肝臟組織中,STIM2的表達量上升,顯示出其在這些器官中的重要性。研究還發現,當T細胞分化為Th1或Th2淋巴細胞時,STIM2的表達會隨之上升,這表明它在免疫反應中發揮重要作用。
STIM2的功能已經被確認與腫瘤生成、類自身免疫疾病的發展以及短暫缺血後神經損傷的機制密切相關。在短暫缺血後,缺失STIM2的動物模型顯示出神經損傷減少,這暗示著對STIM2功能的抑制可能在治療缺血性損傷和其他與鈣平衡失調相關的神經退行性疾病上具有潛在的治療價值。
STIM2在小鼠模型中的表現暗示其具備調節細胞內鈣濃度的重大功能。
STIM2的多樣性何在?通過研究這對兄弟蛋白(STIM1和STIM2),科學家逐步揭示了它們在鈣信號轉導中的複雜作用。除了遺傳結構的相似性外,它們還展現出不同的功能特徵。STIM2的EF-hand結構域雖然和STIM1相似,但對鈣的敏感度卻有所不同,這表明它們在細胞內鈣信號的調節上發揮著各自獨特的作用。
目前,關於STIM2的功能研究仍在持續進行中,未來的研究可能會解答更多有關這對兄弟如何緊密合作以維持鈣平衡的問題。STIM2是否會成為治療未來鈣異常疾病的關鍵靶點呢?