在细胞复杂的网络中，离子通道不仅分布于质膜，还广泛存在于细胞内各类细胞器中，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应对外界刺激的关键“通道”，同时也是多种疾病发生的重要节点。

那么，为什么研究细胞器离子通道如此重要呢？下面是几个关键原因：

• 调控离子梯度与跨膜电位
• 涉及钙信号传导、pH调节、细胞凋亡等核心机制
• 与众多重大疾病密切相关，如神经退行性疾病、癌症、代谢综合征和溶酶体贮积病

不同细胞器中的离子通道作用概览

溶酶体

溶酶体通过维持酸性环境以降解生物大分子，若通道功能异常，可能会妨碍自噬，导致神经退行性变化。

线粒体

线粒体中的离子通道参与能量代谢和细胞凋亡调控，功能失调可能导致氧化磷酸化障碍和异常细胞死亡。

内质网

内质网则负责储存和释放钙离子，参与肌肉收缩、分泌和细胞增殖等过程。通道失调与代谢病和应激损伤密切相关。

细胞核

尽管研究较少，但越来越多的证据表明，细胞核内的离子通道参与基因表达和染色质重塑过程。

细胞器离子通道在细胞生命活动中发挥着核心调控功能，其作用绝不应被忽视。深入研究这些通道的生理与病理机制，将为靶向性药物的设计和开发提供新的理论依据和方向。

Qube384全自动膜片钳系统推动离子通道研究进入“细胞器时代”

利用环亚集团·AG88的Qube384自动化膜片钳系统，已经建立了STIM1/Orai1钙电流记录平台。STIM1/Orai1介导的钙电流，即ICRAC，成为细胞钙信号研究的重要方向，并在许多生理及病理状态（如免疫应答、肿瘤进展）中扮演着关键角色。

Qube384系统通过全自动化膜片钳测定方法，能够高通量、标准化地记录STIM1/Orai1通道活性，为钙信号机制研究与药物筛选提供了高效技术平台。

钙离子（Ca²⁺）是细胞信号传导中的核心第二信使，参与胞内外稳态的维持、细胞增殖和分化等关键过程。在内质网钙储耗竭后，STIM1/Orai1复合体形成ICRAC通道，诱导储存操作性钙进入（Store-operated calcium entry, SOCE）。这一机制可以通过膜片钳技术直接记录通道电流变化，而传统的手工膜片钳方法耗时耗力，难以满足高通量筛选的需求。

使用环亚集团·AG88的Qube384全自动化膜片钳平台建立STIM1/Orai1记录方法，此平台的特点包括：

• 可同时进行384孔通道记录
• 提供GΩ级封接质量
• 支持完整协议设计与液体处理
• 全自动化运行，适用于高通量化合物筛选

采用两种不同策略激活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，诱导内质网钙储储耗竭并激活STIM1/Orai1。这一过程需要暂时取出QChip进行处理，可能会有时间滞后。
• 细胞破膜释放预载激动剂法：在膜破裂前，向内液预加载IP₃，通过膜的破裂激活通道，这样可以避免激活延迟，从而提高激活的精度和实验效率。

通过添加钙通道阻断剂进行药理学验证的结果表明，以上数据表明Qube384平台在两种激活策略下均能实现高重复性和有效记录。这种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，更显著简化了药物筛选流程，减少了后续验证工作量。

细胞器离子通道不再只是“背景角色”，它们是调节细胞命运的核心“枢纽”。深入理解这些通道的功能与病理机制，将为新型靶向药物的开发提供全新的方向。未来，Qube384有望成为钙信号研究与新药筛选的重要技术平台。