可激活细胞离子通道功能鉴定平台

离子通道调控各种细胞生理活动，是维持生命过程的基础。自Hodgkin-Huxley以来，生理与生物物理工作者一直应用模型计算的方法在细胞水平上鉴定离子通道功能解释其生理机制。基于生物物理领域对以上研究迅速增长的需求，我们研发了软件CeL。其特色如下:用动力学模型替换传统的Hodgkin-Huxley公式化模型，解决了AP精确模拟问题；动力学反问题功能可拟合动力学模型参数，其计算能力和速度相比国外同行成果具有相当的优势。本课题旨在增加CeL软件的电流钳反问题和实验数据实时分析等功能的同时建立一个离子通道动力学模型库。带库平台可更方便地完成:学习膜片钳技术仿真实验、动力学正/反问题、动作电位正/反问题和实验数据的实时处理，更深入的分析与解释钠、钾、钙离子通道和钙离子浓度在细胞兴奋和分泌中的作用机制和生理意义。对于教学和科研都会带来极大的帮助。

离子通道是一类特殊的大分子跨膜蛋白，它们中间形成水分子占据的孔隙，这些孔隙就是水溶性物质包括带电离子快速进出细胞的通道。其在生命活动中扮演着极为重要的角色，不仅参与调节神经兴奋性的传递，肌肉的收缩舒张，腺体的分泌，学习与记忆等各种生理活动，还与多种临床疾病密切相关。我们结合分子生物学、膜片钳、荧光共聚焦、计算机建模与仿真等技术已经建立了多个不同类型离子通道的动力学模型和细胞模型（如心肌细胞、T细胞、精子细胞等）。该课题的完成旨在通过研究离子通道的门控机制和动力学特性，多肽药物对通道特性的影响等来建立细胞模型，进而揭示离子通道的特性对生命细胞动作电位传导及兴奋性的影响。研究离子通道与疾病之间的相互关系，为揭示疾病的机理以及进一步寻找治疗的方法提供可行性的思路和方案。该研究具有深远的现实意义。实验室在离子通道结构-功能研究上做出了一系列工作，近年来在多个国际著名杂志期刊发表多篇SCI论文（Nature communication，Science report，PLoS ONE等）。