《JBC》：钙池调控钙离子通道的细胞生理意义
在非兴奋性细胞中，钙池调控钙离子通道(SOC)是钙离子进入细胞的最主要方式之一。当细胞内质网的钙离子排出后，便会开启细胞膜上钙离子通道，让细胞外的钙离子进入细胞。而这个细胞现象被美国国家卫生研究院科学家Putney J称之为：填充式钙离子涌入理论(capacitative calcium influx)，也就是现在常称的钙池调控钙离子通道理论(store-operated channels)。
尽管这个理论早在近二十年前就已经被提出，不过科学家们对于调控钙池调控钙离子通道的分子机转仍旧是所知有限。目前较为被接受的有两个调控假说：第一个假说为：当细胞内质网的钙离子排出后，启动一种暂名为钙离子涌入调节因子(calcium influx factor 简称：CIF)的未知分子，该分子经由活化磷脂水解蛋白酶A2 (PLA2)后，开启细胞膜上钙离子通道。
第二个假说为：当细胞内质网的钙离子排出后，会造成内质网上InsP3受体与钙池调控钙离子通道的蛋白质构形发生改变，InsP3受体与钙池调控钙离子通道透过直接的物理性交互作用(conformational-coupling)，打开细胞膜上钙离子通道。虽然钙池调控钙离子通道的分子机制仍是个相当难解的谜，两个调控假说也不是尽善尽美，但撇开调控机制不谈，即便是钙池调控钙离子通道所能影响的细胞生理意义，科学家们也所知不深。
2000年史丹福大学教授Lewis RS与其研究团队发表于《PNAS》的一篇文章提到：钙离子可以经由钙池调控钙离子通道(SOC)进入细胞，进而活化T细胞产生免疫反应 (Proc Natl Acad Sci U S A. 97：10607)。不过，既然对非兴奋性细胞而言，钙池调控钙离子通道(SOC)是钙离子进入细胞的最主要方式之一，除了活化免疫反应之外，钙池调控钙离子通道(SOC)势必肩赴着更多其它重要的细胞生理功能才是。
2004年牛津大学教授Parekh AB 与其研究团队则发现钙池调控钙离子通道(SOC)的另一个细胞生理功能。刊载于五月份《生物化学期刊》(Journal of Biological Chemistry)的研究论文指出：钙池调控钙离子通道(SOC)可以参与调节细胞发炎物质－白三烯素C4(Leukotrienes C4，简称：LTC4)的分泌与花生四烯酸(arachidonic acid)的释放。
细胞膜磷脂代谢物－花生四烯酸可以经由环氧化蛋白酶(cyclooxygenase)转换后生成与发炎疼痛息息相关的前列腺素（prostaglandin）；也可以经由5-脂氧蛋白酶(5-lipoxygenase)催化后生成白三烯素(leukotriene)。白三烯素是相当重要的发炎前趋物质，白三烯素拮抗剂(Leukotriene Antagonists)更是治疗气喘的主流药物之一。
在Parekh AB等人的实验中，利用内质网钙离子帮浦抑制剂－Thapsigargin促使细胞内质网钙离子的排空，进而开启钙池调控钙离子通道，造成细胞内钙离子上升。随着细胞内钙离子浓度得增加，细胞也释放出更多的花生四烯酸与白三烯素。
如果利用钙离子螯合物－EGTA预前处理细胞后，即便加入Thapsigargin，由于细胞外钙离子已被EGTA所螯合，所以无法侦测到钙离子进入细胞内的讯息，同样地，细胞也无法释放出花生四烯酸与白三烯素了。
当进一步利用钙池调控钙离子通道抑制剂－Gd3+、2-APB前处理细胞后，尽管给予细胞Thapsigargin刺激。此时细胞外丰富的钙离子虽急欲冲入细胞内，无奈钙池调控钙离子通道已被Gd3+、2-APB所破坏，所以钙离子依旧无法进入细胞内，而细胞也无法更进一步释放出花生四烯酸与白三烯素了。
另一个有趣的现象是：如果将粒线体去极化后，即使细胞内质网钙离子已经排空，也无法开启钙池调控钙离子通道(SOC)，所以在细胞内还是不能侦测到钙离子讯号，当然细胞也无法释放一些更下游、具生理功能的发炎物质了；换句话说，在影响钙池调控钙离子通道开启与否的机制中，粒线体的角色更是举足轻重。
钙池调控钙离子通道(SOC)除了调节免疫与发炎反应之外，相信很快地会有越来越多细胞生理功能被逐渐发现；至于厘清粒线体、内质网与钙池调控钙离子通道间复杂的分子调控机制，相信还会延宕好一阵子！
原文：
1. Close functional coupling between Ca2+ release activated Ca2+ channels, arachidonic acid release and leukotriene C4 secretion. J Biol Chem. May 7 (2004 )
2. Mitochondrial control of calcium-channel gating: a mechanism for sustained signaling and transcriptional activation in T lymphocytes. Proc Natl Acad Sci U S A. 97(19)：10607 (2000)
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