在细胞的复杂网络中，离子通道不仅存在于质膜，也广泛分布于细胞内各类细胞器，例如溶酶体、线粒体、内质网和细胞核。这些通道是维持细胞功能和响应外界刺激的关键“通道”，同时也是众多疾病发生的关键节点。

研究细胞器离子通道的重要性

那么，为什么研究细胞器的离子通道如此重要呢？

• 它们调节离子梯度与跨膜电位。
• 参与钙信号传导、pH调节、细胞凋亡等核心机制。
• 与众多重大疾病紧密相关，如神经退行性疾病、癌症、代谢综合征和溶酶体贮积病。

离子通道在不同细胞器中的作用

溶酶体

溶酶体中的离子通道维持酸性环境以降解生物大分子，其功能异常可能会阻碍自噬，从而引发神经退行性变化。

线粒体

线粒体的离子通道参与能量代谢与细胞凋亡的调控。功能失衡可能导致氧化磷酸化障碍与异常细胞死亡。

内质网

内质网中的离子通道负责储存和释放钙离子，并参与肌肉收缩、分泌和细胞增殖等功能。通道失调与代谢病和应激损伤密切相关。

细胞核

尽管对细胞核内离子通道的研究较少，但越来越多的证据表明，它们参与基因表达与染色质重塑。

离子通道的核心调控功能

细胞器的离子通道在细胞生命活动中承担着核心调控功能，其作用远非边缘化。深入解析这些通道的生理与病理机制，为靶向性药物的设计与开发提供新的理论依据。

尊龙凯时助力离子通道研究进入新阶段

尊龙凯时通过Qube384全自动膜片钳系统，推动离子通道研究进入“细胞器时代”。同样，利用该系统建立的STIM1/Orai1钙电流记录平台，能够高效记录STIM1/Orai1介导的钙电流（ICRAC），这一过程在细胞钙信号研究中占据重要地位。

钙离子（Ca²⁺）作为细胞信号传导的核心第二信使，广泛参与细胞内部及外部的稳态维持、细胞增殖和分化等过程。在内质网钙储耗竭后，STIM1/Orai1复合体形成ICRAC通道，引发储存操作性钙进入（Store-operated calciu entry, SOCE）。传统的膜片钳技术耗时耗力，难以满足高通量筛选的需求。

通过尊龙凯时的Qube384全自动膜片钳平台，建立了高通量的STIM1/Orai1记录方法，该平台的特点包括：

• 支持384孔同时记录。
• 提供GΩ级的封接质量。
• 支持完整的协议设计与液体处理。
• 全自动运行，适用于高通量化合物筛选。

激活ICRAC的策略

我们采用了两种不同的方法来激活ICRAC：

• 细胞内液更换法（IP₃激活）：通过Qube系统内液体通道交换引入IP₃，诱导内质网钙储耗竭并激活STIM1/Orai1，尽管需要临时取出QChip进行处理，但仍然有效。
• 细胞破膜释放预载激动剂法：在膜破裂前向内液预加载IP₃，通过膜破裂后激活通道，避免了激活延迟，从而提高了激活精度和实验效率。

通过添加钙通道阻断剂进行药理学验证，结果表明，Qube384平台在两种激活策略下均能实现高重复性和有效记录。这一全自动化膜片钳方案不仅实现了STIM1/Orai1通道电流的高质量记录与验证，还显著简化了药物筛选流程，减少后续验证工作量。

细胞器离子通道不仅是“背景角色”，而是调节细胞命运的核心“枢纽”。理解其功能与病理机制，将为我们开发新型靶向药物提供崭新方向。未来，尊龙凯时的Qube384有望成为钙信号研究与新药筛选的重要技术平台。