生理学报杂志
Acta Physiologica Sinica 생리학보
- 主管单位: 中国科学院
- 主办单位: 中国科学院上海生命科学研究院,中国生理学会
- 影响因子: 0.86
- 审稿时间: 1-3个月
- 国际刊号: 0371-0874
- 国内刊号: 31-1352/Q
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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血管紧张素Ⅱ对人肠系膜动脉血管平滑肌细胞大电导钙激活钾通道的激活效应
本文旨在研究血管紧张素Ⅱ (angiotensin Ⅱ,Ang Ⅱ)对人肠系膜动脉平滑肌细胞大电导钙激活钾通道(large conductance calcium-activated potassium channels,BKCa)的影响,探讨Ang Ⅱ在分子水平扩张血管的作用机制.采用单通道膜片钳及全细胞穿孔膜片钳技术观察人肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa对Ang Ⅱ 的反应性;采用RT-PCR技术确定人肠系膜动脉上Ang Ⅱ受体基因的表达情况.在细胞贴附式膜片下(Vm=+40 mY),直接加入Ang Ⅱ (100 nmol/L),人肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa的活性无明显变化;经Ang Ⅱ 1型受体(angiotensin Ⅱ type 1 receptor,AT1R)特异性阻断剂缬沙坦(10 μmol/L)预处理后,再分别加入25、100和250 nmol/L的Ang Ⅱ,BKCa的开放概率明显增加,呈现出浓度依赖性.缬沙坦预处理后,当加入100 nmol/L AngⅡ时,BKCa的开放概率由0.010±0.003增至0.039±0.015,平均关闭时间由(2 729.5±808.6) ms减至(487.7±182.5) ms(n=11,P<0.05),但平均开放时间和电流幅值在给药前后无明显变化.BKCa被AngⅡ (100 nmol/L)激活后,再加入Ang Ⅱ 2型受体(angiotensin Ⅱ type 2 receptor,AT2R)特异性阻断剂PD123,319,BKCa的活性受到抑制,开放概率由0.016±0.003减至0.004±0.001(n=5,P<0.05),而通道平均开放时问、平均关闭时间和电流幅值在给药前后均无明显变化.另外,将人肠系膜动脉平滑肌细胞经缬沙坦和PD123,319共同处理后再加入Ang Ⅱ (100 nmol/L),BKCa的活性无明显变化.在全细胞穿孔膜片钳下,平滑肌细胞经缬沙坦(10 μmol/L)预处理后,在测试的电压范围内,AngⅡ (100 nmol/L)对膜电位从-60 mV到+30 mV时BKa电流密度均无明显影响,而在+40、+50和+60 mV时,Bka电流密度分别从(9.03±2.23) pA/pF、(12.88±2.55) pA/pF和(17.26±2.84) pA/pF增加到(12.47±2.22) pA/pF、(18.71±2.51)pA/pF和(27.21±3.12) pA/pF(n=6,P<0.05).经RT-PCR证实人肠系膜动脉上有AT1R和AT2R这两种Ang Ⅱ受体基因的表达.上述结果提示,AngⅡ对经缬沙坦预处理的人肠系膜动脉平滑肌细胞BKCa有激活作用,且这种作用由AT2R所介导.
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电针改善低雌激素性认知功能障碍大鼠的学习记忆
本文旨在研究电针对低雌激素性认知功能障碍大鼠的学习记忆能力的作用及可能机制.采用卵巢切除大鼠模型,造成大鼠低雌激素性记忆障碍,去势2周后进行电针刺激,连续治疗3个月.Morris水迷宫测试空间学习记忆能力,酶联免疫吸附分析(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测血清雌二醇(estradiol,E2)浓度,实时荧光定量RT-PCR检测海马乙酰胆碱转移酶(choline acetyltransferase,ChAT) mRNA的相对表达量.结果显示,与假手术组比较,卵巢切除模型组大鼠逃避潜伏期时间明显延长,跨越平台次数明显减少,血清E2浓度和海马ChAT mRNA表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,给予电针治疗后,大鼠逃避潜伏期缩短,跨越平台次数增加,血清E2浓度和海马ChAT mRNA表达均显著升高(P< 0.01).以上结果提示,电针能够提高去卵巢大鼠学习记忆能力,其机制可能与升高体内雌激素水平从而上调海马ChAT基因的表达有关.
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胞体高频刺激诱导VTA多巴胺能神经元兴奋性增强
中脑腹侧背盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺能神经元的可塑性变化直接影响着奖赏系统等相关脑区的功能.目前对于VTA多巴胺能神经元可塑性的研究主要集中在突触的可塑性,而对多巴胺能神经元胞体兴奋性可塑性的研究还未见报道.本实验旨在研究高频刺激对多巴胺能神经元胞体兴奋性可塑性的影响.采用GABAA受体阻断剂印防己毒素(picrotoxin,PTX)、谷氨酸AMPA受体阻断剂6-氰基-7-硝基喹喔啉-2,3-二酮(6-Cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione,CNQX)、谷氨酸NMDA受体阻断剂DL-2-氨基-5-膦酰基戊酸(DL-2-amino-5-phosphonopentanoic acid,AP-5)灌流大鼠VTA多巴胺能神经元,阻断神经元突触联系,用离体脑片膜片钳技术观察高频刺激胞体后多巴胺能神经元胞体兴奋性是否发生改变.结果显示,高频刺激后,大鼠VTA多巴胺能神经元的输入阻抗增加,基强度降低,放电频率增加,细胞的兴奋性长时程增强.同时,高频刺激诱导后全细胞电流显著减小,超极化激活的混合阳离子流(I(h)也减小.以上结果提示,高频刺激使VTA多巴胺能神经元兴奋性发生长时程的增强,其机制涉及神经元膜电流的变化.
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胰岛素通过PI3K/Akt和MEK/ERK信号通路增强大鼠骨骼肌成肌细胞的增殖
本文旨在探讨胰岛素对大鼠骨骼肌成肌细胞增殖的影响.分离和培养大鼠骨骼肌成肌细胞,用胰岛素作用于培养的骨骼肌成肌细胞,采用3H-TdR渗入法、BrdU检测法、MTT实验分析检测骨骼肌成肌细胞的增殖情况,用Western blot检测Akt和ERK的磷酸化水平,同时使用PI3K和MEK特异性抑制剂干预胰岛素对骨骼肌成肌细胞的增殖作用影响.结果显示,胰岛素能明显促进骨骼肌成肌细胞对3H-TdR的摄入,促进细胞的DNA合成和增殖,并且胰岛素促细胞增殖作用具有一定的量效关系,骨骼肌成肌细胞原代细胞和成肌细胞株L6、C2C12都显示该促增殖作用可被PI3K和MEK特异性抑制剂阻断,胰岛素还提高了骨骼肌成肌细胞Akt和ERK的磷酸化水平.本研究证实胰岛素可能通过PI3K/Akt和MEK/ERK信号通路促进骨骼肌成肌细胞增殖.
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烟酰胺超载增加血中5-羟色胺和组胺水平
甲基化是单胺类神经递质儿茶酚胺、5-羟色胺和组胺降解的关键步骤.没有活泼甲基供应,即使催化甲基化反应的转甲基酶正常,甲基化介导的单胺类神经递质降解将不能进行.已知尼亚新(烟酸和烟酰胺)降解消耗体内活泼甲基,而目前食物中添加尼亚新已使高尼亚新饮食非常普遍.然而,过多尼亚新对单胺类神经递质代谢的影响尚不完全清楚.本文旨在观察烟酰胺超载对人5-羟色胺和组胺代谢的影响.9名健康男性志愿者禁食过夜后,口服100 mg烟酰胺,于口服药物前后取尿液和血浆样本.用高效液相色谱法检测血浆甲基化烟酰胺、甜菜碱和尿中N1-甲基-2-吡啶酮-5-羟基胺水平,用试剂盒检测血浆胆碱、组胺和5-羟色胺水平.结果显示,烟酰胺负荷后,受试者血浆甲基化烟酰胺水平和尿中甲基化代谢产物N1-甲基-2-吡啶酮-5-羟基胺排出均增加,而血浆甲基供体甜菜碱水平降低,同时伴5-羟色胺和组胺水平显著增加.以上结果提示过量摄入烟酰胺可引起单胺类神经递质代谢紊乱,这将有助于揭示饮食与单胺代谢紊乱相关疾病(如精神分裂症和自闭症)的关系.
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氧化应激和钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ参与β肾上腺素受体持久激动引起的大鼠心肌肥厚
持久激动β肾上腺素受体(β adrenergic receptor,βAR)可导致病理性心肌肥厚,但其机制尚不明确.本研究观察抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)对异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)诱导的心肌肥厚大鼠的心肌氧化应激水平及钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ (calcium/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ,CaMKⅡ)表达的影响,探讨βAR持久激动诱发心肌肥厚机制中CaMKⅡ和氧化应激的作用.健康雄性Wistar大鼠,随机分成4组:正常对照组(CTRL),ISO处理组(ISO),正常NAC组(CTRL+NAC)和ISO处理+NAC组(ISO+NAC),每组6只.ISO及ISO+NAC组动物每天腹腔注射3 mg/kg ISO,CTRL及CTRL+NAC组腹腔注射相同体积的生理盐水;CTRL+NAC及ISO+NAC组动物每日自由饮用含15 g/L NAC的饮用水.每周用无创动脉血压仪检测鼠尾动脉血压,连续2周;以心重指数(HW/BW)和左心室组织HE染色检测心肌肥厚情况;荧光测定法检测心肌线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平;Western blot检测左室心肌NADPH氧化酶4(NADPH oxidase 4,NOX4)以及有活性的CaMKⅡ (p-CaMKⅡ/CaMKⅡ)的表达变化.结果显示,与CTRL组相比,ISO组大鼠出现明显的心肌肥厚,心肌线粒体ROS水平升高(P<0.05),心肌组织NOX4和p-CaMKⅡ的表达均显著增加(分别为CTRL组的1.4倍和1.6倍,P<0.05); NAC显著改善了ISO诱导的心肌肥厚,降低了ISO诱导的心肌线粒体ROS过度生成(P< 0.05 vs ISO),有效抑制了ISO诱发的NOX4及p-CaMKⅡ表达上调(P< 0.05 vs ISO); CTRL+NAC组各项指标与CTRL组大鼠无差异;各组动物尾动脉血压亦无显著性差异.上述结果提示,氧化应激和CaMKⅡ在βAR持久兴奋诱发心肌肥厚机制中起重要作用,NAC可以通过抑制心肌细胞线粒体及NADPH氧化酶应激途径降低氧化应激水平,抑制CaMKⅡ激活,从而改善βAR持久激动引起的心肌肥厚.
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雌激素与植物雌激素对去势鼠子宫内膜渗出的影响及机制探讨
植物雌激素属于植物衍生的非甾体化合物,可与雌激素受体结合模拟雌激素的作用,其对人类健康的潜在有益作用已成为目前国内外研究的热点.然而,植物雌激素对生殖系统的副作用研究报道较少,本文利用免疫组化和蛋白免疫印迹技术,比较17β-雌二醇(17β-estradiol,E2)、黄体酮(progesterone,P4)以及植物雌激素染料木素(genistein,Gen)、白藜芦醇(res-veratrol,Res)、根皮素(phloretin,Phl)对去卵巢大鼠子宫内膜血管渗出和血管通透性的影响.以假手术大鼠为正常对照,每天分别给去势鼠皮下注射E2、E2合并P4、P4、Gen、Res或Phl,连续21 d.大鼠子宫组织HE染色显示,去势鼠皮下给予E2、E2和P4联合处理均可诱发嗜酸性粒细胞的渗出;免疫组化和Western blot分析显示,这些去势鼠同时伴有子宫内膜VEGF、NF-κB和TNF-α表达明显上调;而Gen、Res、Phl三种植物雌激素处理后未发现子宫内膜嗜酸性粒细胞渗出及VEGF、NF-κB和TNF-α表达明显改变.结果表明:E2单独使用或E2和P4联用可通过上调VEGF、TNF-α和NF-κB的表达提高子宫内膜血管通透性,诱发去势鼠子宫内膜嗜酸性粒细胞的渗出,而同剂量的植物雌激素Gen、Res和Phl则无明显作用.
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高半胱氨酸对慢性应激性抑郁大鼠海马谷氨酸及其受体的调节
本文旨在探讨应激性抑郁样行为发生中海马胶质细胞释放高半胱氨酸(homocysteine,Hcy)的作用,以及与谷氨酸(glutamic acid,Glu)及其受体的关系.建立慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)性抑郁模型,海马单侧微量注射Hcy、N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受体拮抗剂MK-801和α-氨基羟甲基异恶唑丙酸(α-amino-3-hudroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid,AMPA)受体拮抗剂NBQX,观察大鼠体重变化率,并通过糖水偏爱测试、旷场实验和悬尾实验等检测行为表现,采用高效液相色谱法(high-performance liquid chromatography,HPLC)和Western blot方法检测海马内Glu水平及其NMDA受体和AMPA受体关键亚基的变化,运用酶联免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)法测定谷氨酸NMDA受体和AMPA受体的磷酸化水平和Hcy含量.结果显示,CUMS诱发大鼠表现出明显的抑郁样行为,且海马Glu和Hcy含量、NMDA受体的NR1亚基和NR2B亚基表达及其磷酸化水平显著升高,而AMPA受体的GluR2/3亚基含量及其磷酸化水平均明显降低;正常大鼠海马微量注射Hcy,也表现出抑郁样行为,且Glu含量明显升高,NMDA受体NR1亚基和NR2B亚基及其磷酸化水平均显著升高,AMPA受体的GluR2/3亚基含量明显升高,但其磷酸化水平明显降低;CUMS和海马注射Hcy引起的抑郁样行为可被海马注射NMDA受体拮抗剂MK-801显著改善,同时MK-801可以显著抑制由Hcy引起的Glu升高,而AMPA受体拮抗剂NBQX不能改善其抑郁样行为,但同样可以使Hcy引起的Glu升高显著降低.以上结果表明,CUMS引起海马星形胶质细胞产生和释放Hcy增加,经NMDA受体和AMPA受体,引起海马Glu升高的同时,提高NMDA受体的NR1亚基和NR2B亚基表达,并促进其磷酸化,提高AMPA受体的GluR2/3亚基表达而降低其磷酸化水平,导致抑郁样行为发生.可见,星形胶质细胞释放Hcy在应激引起海马Glu升高及NMDA受体和AMPA受体变化中具有重要作用.
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槲皮素预处理对衣霉素所致巨噬细胞凋亡的抑制作用及机制
本文旨在研究槲皮素(quercetin,QUE)预处理对内质网应激诱导剂衣霉素(tunicamycin,TM)所致RAW264.7巨噬细胞凋亡的抑制作用,并探讨可能的分子机制.体外培养RAW264.7巨噬细胞,给予20、40和80 μmol/L QUE预处理30 min,再加入5 mg/L TM继续培养12h.分别采用MTT法和Annexin V-FITC双染法检测细胞活力和凋亡情况;免疫荧光细胞化学法和免疫印迹法检测转录激活因子6 (activating transcription factor 6,ATF6)核转位情况;分别采用免疫印迹法和实时定量聚合酶链反应(real-time PCR)技术检测促凋亡蛋白C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)和抗凋亡蛋白Bcl-2蛋白及mRNA表达变化.结果显示,QUE (40和80 μmol/L)预处理显著抑制TM所诱导的细胞活力降低和凋亡.与TM处理组比较,QUE预处理组内质网应激感受器ATF6由胞浆向核内转移明显减弱.TM在蛋白和转录水平均明显上调CHOP表达,并下调Bcl-2表达,而QUE则明显抑制上述变化,且呈浓度依赖性.以上结果表明,QUE可减轻TM所诱导的RAW264.7巨噬细胞凋亡,可能是部分通过抑制ATF6-CHOP信号途径实现的.
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模拟失重条件下肌梭的改变与肌肉萎缩关系的研究进展
探明失重/模拟失重状态下骨骼肌发生萎缩的机理,寻找出预防和治疗肌萎缩的有效措施,是航天医学亟待解决的重要课题之一.研究资料表明,肌梭功能活动的改变可能与失重性肌萎缩的发生、发展有着密切的联系.本研究组多年来,围绕着模拟失重条件下大鼠比目鱼肌肌梭的结构、代谢、功能等方面发生的改变展开了一系列研究.本文对我们已取得的一些主要研究成果和相关研究作一综述,以期从模拟失重条件下肌梭改变方面来探讨失重性肌萎缩的发生机制,为制定更有效的防治失重性肌萎缩的措施提供线索和依据.
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早期社会隔离构建精神分裂症动物模型的行为学和神经生物学特征
发育早期的不良事件会对动物和人类的大脑发育及成年后的行为产生重要影响.早期社会隔离能引起人和动物的行为模式及神经系统结构产生持久性改变,本文从认知行为水平及细胞分子水平总结了社会隔离对实验动物造成的影响.动物隔离实验表明,隔离对认知行为方面造成的影响主要包括:运动增多,惊反射和前脉冲抑制异常及学习、记忆功能下降.神经递质方面的影响主要包括:伏隔核、杏仁核及中脑边缘系统内多巴胺的活性提高,内侧前额叶多巴胺的活性降低,同时海马、伏隔核等脑区内5-羟基色胺酸受体活性异常,多个脑区谷氨酸代谢异常.后,早期社会隔离还会引起海马、内侧前额叶、杏仁核、伏隔核等脑区细胞凋亡的异常.多脑区多种神经递质的异常和细胞凋亡的异常可能是导致动物行为出现异常的神经机制.鉴于早期社会隔离动物表现出的行为、神经递质、细胞凋亡方面的异常与精神分裂症等发展性精神疾病的症状密切相关,因此早期社会隔离可以作为一种有效的研究精神分裂症的动物模型.
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SUMO化对DAXX亚细胞定位与功能的影响
死亡结构域相关蛋白(death domain-associated protein,DAXX)是一个多功能的核蛋白,广泛分布于核仁、核质、染色质、早幼粒细胞白血病蛋白核体(PML-NBs)和胞浆等亚细胞区域,对细胞的转录调控、凋亡及细胞周期等生物学活动发挥重要作用.SUMO化修饰(small ubiquitin-like modification)是一种重要的、高度保守的翻译后生物学修饰,大量文献显示SUMO化修饰对DAXX的亚细胞定位及功能的调节具有重要意义.本文对此方面的研究进展做一综述.
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激光共聚焦同步双扫描技术在斑马鱼前脑神经发育研究中的应用
随着标记蛋白光转换等实验技术在生物科研领域的开展,对激光共聚焦取图技术也提出了越来越高的要求.本文旨在以斑马鱼前脑神经发育为研究对象,建立应用激光共聚焦同步双扫描系统的实验模式.本实验将36~48 h的转基因Tg(lhx5:kaede)斑马鱼胚胎麻醉固定后,以光诱导变色荧光蛋白kaede标记的前脑神经元作为实验观察目标,使用激光共聚焦同步双扫描系统的405 nm紫外激光刺激扫描感兴趣区域的同时,进行488 nm和559 nm激光刺激取图,实时观察kaede蛋白光学信号的转换状态,并在光转换后记录紫外激光刺激区域神经元的投射形态图像.结果显示,激光刺激引起kaede蛋白从绿色转变为红色,其在感兴趣区域的分布变化指示出目标神经元的胞体位置及其轴突投射路径.由上述结果可见,激光共聚焦同步双扫描技术的应用满足了kaede蛋白光转换实验的刺激和扫描同步的要求,该技术在斑马鱼胚胎特定神经元形态发育研究中的应用,可作为神经发育研究的一种实验模式在很多实验设计中进行延伸,也为激光共聚焦双扫描技术的推广提供了一个很好的平台.
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原代神经元与星形胶质细胞的混合培养方法
原代培养的海马神经元是研究神经细胞中蛋白运输与亚细胞空间定位的有效研究工具.本文旨在建立海马神经元与皮层胶质细胞混合培养的方法,以期提供状态良好的神经元供研究用.新生2~3 d Sprague-Dawley (SD)大鼠断头处死,从大脑半球表面片取2~3片皮层组织,切碎后用胰蛋白酶消化成单细胞悬液,种植于25 cm2培养瓶内.种植后第四天,采用剧烈敲击培养瓶的方法去除非星形胶质细胞的杂质细胞,继续培养贴壁细胞直至细胞接近铺满瓶底,改用含阿糖胞苷的神经细胞培养液.原代培养的大鼠海马神经元种植在这种预先培养好的皮层星形胶质细胞层上.镜下观察结果显示,本方法培养的原代星形胶质细胞纯度较高,共培养的神经元状态较佳,存活时间长,突触前结构发育良好,可以耐受转染操作.以上结果提示,本文所建立的原代神经元与星形胶质细胞的混合培养方法操作简单,能够可靠地培养出健康的神经元.
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长时间保存的急性分离心肌细胞代谢产物影响L-型Ca2+通道电流
采取较小容量保存缓冲液保存急性分离的心肌细胞,进行L-型Ca2+通道特性观测时,在细胞分离6h后,L-型Ca2+通道电流峰值变异性明显增大,其原因尚不清楚.为获取更多的实验数据,且确保数据的准确与稳定性,本研究旨在观测小容量保存缓冲液保存体系pH的变化及其对心肌细胞形态、线粒体功能与L-型Ca2+通道特性的影响.将急性分离的心肌细胞分别保存于100 mL大容量保存液和20mL小容量保存液中.结果显示,在10h保存过程中,100mL大容量保存液组pH保持不变;而20 mL小容量保存液组,其溶液pH从7.20降至6.95,导致轻度酸中毒.20 mL小容量保存液组酸中毒不仅使异常形态的长杆状心肌细胞比例增加(保存时间≥6 h),而且使心肌细胞线粒体膜电位逐步降低(保存时间≥8 h),线粒体NADPH自发荧光由蓝色转向绿色(保存时间≥8 h),提示能量代谢受阻.由于这些变化,保存10h时,心肌细胞L-型Ca2+通道电流峰值呈显著性降低,峰值电流钳制电位从+10 mV向0 mV偏移.上述结果提示长时间保存急性分离心肌细胞,宜采用较大容量的缓冲液体系,或者采取心肌细胞形态与NADPH蓝色荧光两种方法相结合,选择线粒体功能良好的细胞,进行L-型Ca2+通道特性观测.
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忆我国实验性动物行为研究的先驱——臧玉洤先生
前事不忘,后世之师.后人的工作总是在前人工作的基础上向前发展的,所以我们应该了解历史,传承历史.我们传承历史,更是为了开创未来.臧玉洤先生是我国著名的神经解剖学家,而他作为我国实验性动物行为研究方面的先驱者却鲜为人知.本文拟简要介绍臧玉洤先生在我国实验性动物行为研究方面的开创性工作,以唤起人们对历史的记忆.我国从事动物行为研究的后来者是应该知道臧先生在这方面的杰出贡献的.
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