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大鼠纹状体主神经元和中间神经元电学特性的研究
目的:观察大鼠纹状体主神经元、快速放电中间神经元及低阈值放电中间神经元的电学特性.方法:应用脑片膜片钳全细胞记录技术,在大鼠纹状体脑片标本上,监测及观察纹状体内神经元的被动和主动电学特性以及动作电位的发放特征.结果:纹状体主神经元静息膜电位处于轻度超极化状态,具有内向整流特性,并且在触发第一个动作电位之前有一个相对缓慢的去极化过程;纹状体快速放电中间神经元的放电频率很高,其动作电位具有较大幅度的后超极化,去极化电流可以诱导该神经元产生快速放电并伴随阈下膜电位震荡;纹状体低阈值放电中间神经元具有较大的输入阻抗和绝对值较小的静息膜电位,这类神经元具有低阈值放电的典型电学特性.结论:大鼠纹状体主神经元和中间神经元的被动和主动电学特性存在明显差异,这可以作为区分不同类型神经元的依据.
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有氧运动对大鼠脑动脉平滑肌细胞BKCa通道生物物理特性的影响
目的:观察有氧运动对大鼠脑动脉平滑肌细胞(SMC)的大电导钙激活钾通道(BKCa)生物物理特性的影响,为运动有效预防脑血管疾病的细胞学机制提供实验依据.方法:8周龄雄性Wistar大鼠20只,随机分为两组,安静对照组(SED)和运动组(EX).运动组进行12周跑台运动(20 m/min,60 min/d,5d/w).12周后,取脑动脉,经酶消化法获得单个脑动脉SMC.采用膜片钳单通道内面向外记录模式,观察各组BKCa通道的生物物理特性.结果:1)本实验中BKCa的单通道电导为221.8±6.1pS(n=8),记录电流反转电位接近0 mV,无整流现象,均符合BKCa单通道特征;2)12周有氧运动使BKCa通道活性提高:钳制电位+40 mV,[Ca2+]i为1μM时,SED和EX组BKa通道平均开放概率分别为0.28±0.02和0.78±0.07 pS 3)有氧运动使BKCa通道电压依赖性增强:[Ca2+]i为lμM时,SED和EX组开放概率-电压曲线左移,V1/2分别为48.09±3.27 mV和26.57±3.17 mV;4)有氧运动使BKCa通道钙敏感性增强:膜电位+40 mV下,SED和EX组Po-[Ca2+]i曲线左移,Kd值分别为2.80±0.09 μM和0.35±0.09μM;5)运动组大鼠BKCa通道平均开放时间(To)增大,平均关闭时间(Tc)缩短,开放时间常数(τ0)增大,关闭时间常数(τC)减小,提示有氧运动使通道更易开放且更难关闭.结论:长期规律性有氧运动能改变大鼠SMC的BKCa通道门控特性,使其活性增强,这可能是运动改善脑血管舒缩功能,增强脑动脉供血的重要机制之一.
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盐酸埃他卡林对正常大鼠肺内动脉平滑肌细胞钾电流的影响
目的观察盐酸埃他卡林(Iptakalimhydrochloride,Ipt)对大鼠动脉平滑肌细胞钾电流的作用.方法用胶原酶Ⅰ消化、分离大鼠肺内动脉平滑肌细胞,用全细胞记录(whole cell recording)技术记录细胞钾电流,通过浴槽内给药,观察药物对钾电流的影响.结果以给药前记录钾电流为100%,在给予盐酸埃他卡林1.0、100.0μmol·L-1后,1min记录的钾电流幅度分别为(114.9±3.8)%(n=8)和(114.0±3.5)%(n=5),与溶媒对照组(87.0±3.5)%(n=8)相比,有显著性差异(P＜0.01).在相同条件下给予吡那地尔(Pinacidil)1.0μmol·L-1后,钾电流幅度为(93.6±4.1)%(n=8),与溶媒对照组相比无显著性差异(P＞0.05);但当吡那地尔浓度增加到100.0μmol·L-1时,钾电流幅度为(128.1±13.3)%(n=4),与溶媒对照组相比有显著性差异(P＜0.01).结论Ipt对动脉平滑肌细胞钾电流有增强作用.
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芎归滴丸对小鼠急性脑梗死的预防作用及其机制分析
目的 观察芎归滴丸对小鼠急性脑梗死的预防作用并探索其可能机制.方法 使用光化学诱导小鼠急性脑梗死模型,观察1、10、100mg·kg-1芎归滴丸灌胃14d预处理对急性脑梗死的影响;培养新生大鼠海马神经元,用膜片钳全细胞记录诱发电压门控钙电流,观察芎归滴丸对钙电流的影响.结果 经芎归滴丸预处理小鼠的急性脑梗死体积减小,并有剂量依赖性;芎归滴丸细胞外给药能抑制海马神经元电压门控性钙电流.结论 芎归滴丸具有一定预防急性脑梗死的作用,其机制可能与抑制神经元电压门控性钙离子通道有关.
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新型阻断剂KB-R7943对心室肌细胞Na+/Ca2+交换电流的影响
目的观察Na+/Ca2+交换蛋白的新型阻断剂KB-R7943对小鼠心室肌细胞Na+/Ca2+交换电流(INa/Ca)的影响.方法采用打孔膜片钳全细胞技术,记录急性分离的单个小鼠心室肌细胞INa/Ca,观察KB-R7943对INa/Ca的作用.结果细胞外灌流含钙溶液,可引导记录出INa/Ca.该电流能够被5mmol·L-1 Ni2+阻断;且能被KB-R7943所抑制.KB-R7943对INa/Ca的抑制作用呈剂量依赖性,尤以外向电流敏感.在+50mV,0.3、1μmol·L-1的KB-R7943对INa/Ca的抑制率分别达到(63±5)%和(98±1)%(P＜0.01).结论小鼠心室肌细胞Na+/Ca2+交换的外向电流能够被KB-R7943抑制,且该抑制作用呈剂量依赖性,提示该药物能够抑制Na+/Ca2+交换蛋白的逆向转运活动,在预防和减轻细胞内的Ca2+超载中可能具有重要作用.
关键词： Na+/Ca2+交换电流 KB-R7943 心室肌细胞 膜片钳 -
羟苯氨酮对豚鼠心肌细胞膜Na+和Ca2+离子通道的影响
目的探讨羟苯氨酮(oxyphenamone)的正性肌力作用机制.方法用膜片钳全细胞记录技术测定心肌细胞膜Na+电流与 L型Ca2+电流.结果羟苯氨酮剂量依赖性地明显抑制豚鼠心肌细胞膜Na+电流,促进Na+通道失活,并延长其恢复时间;它对Ca2+电流的影响呈双向性,2～10 μmol·L-1使电流增加,促进钙通道的激活过程;20与 50μmol·L-1时则使Ca2+电流明显抑制.结论羟苯氨酮的正性肌力作用不是通过激活钠通道,也不完全依赖于激活L型钙通道,它对钠通道的抑制和在高浓度时对L型钙通道的抑制提示该药可能具有抗心律失常作用.
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大鼠肺内动脉平滑肌细胞钾通道的研究
目的研究大鼠肺内动脉平滑肌细胞钾电流.方法用急性酶解分离法得到单个大鼠肺内动脉平滑肌细胞,采用膜片钳全细胞记录方式研究钾通道特性.结果将平滑肌细胞钳制在-70 mV,给予-70～50 mV的斜坡刺激,时间为600 ms.可引出一随电压逐渐增大的电流,在+50 mV时其值为359±31 pA.细胞内用CsCl取代KCl后,该电流几乎完全消失;细胞外用无钙台氏液灌流,电极内液用高浓度的EGTA时,电流可被抑制50%±1%;细胞外给予特异性钙激活钾通道阻断剂TEA和延迟整流钾通道阻断剂4-AP均可使该电流明显下降.结论大鼠肺内动脉平滑肌细胞的钾电流主要由钙激活钾电流和延迟整流钾电流组成.
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阿米洛利对甲状腺素诱发大鼠肥厚心肌钙电流的作用
目的研究阿米洛利(amiloride, Amil)对甲状腺素诱发大鼠肥厚心肌钙电流的作用.方法大鼠ip L-甲状腺素造成心肌肥厚模型后,用膜片钳技术记录L型钙电流.结果肥厚组心肌细胞钙电流幅度、细胞膜电容增加,半数激活电压(V1/2)向负电位方向移动,斜率(k)减小.Amil治疗后使肥厚细胞钙电流幅度、细胞膜电容及半数激活电压的改变均朝正常方向变化.预先给予Amil后,血管紧张素II和苯肾上腺素不表现出促钙作用.结论 Amil能对抗甲状腺素致肥厚的心肌细胞钙电流幅度与膜电容的增大,还可对抗血管紧张素II和苯肾上腺素对钙电流的增加以发挥拮抗致肥厚因子的作用.
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苄基四氢巴马汀对豚鼠心室肌细胞快激活延迟整流钾电流的作用
目的研究苄基四氢巴马汀(BTHP)对心室肌细胞快激活(Ikr)延迟整流钾电流的作用.方法用全细胞膜片钳技术记录豚鼠心室肌细胞钾离子通道电流.结果 BTHP在1～100 μmol*L-1以浓度依赖性方式阻滞Ikr,其IC50为13.5 μmol*L-1(95%可信范围:11.2～15.8 μmol*L-1).30 μmol*L-1 BTHP可使Ikr及Ikr,tail分别降低(31±4)%和(36±5)% (n=6,P<0.01).与多数III类抗心律失常药物不同,BTHP可频率依赖性地抑制Ikr.该药主要改变Ikr的失活过程,可使Ikr的失活时间常数(τ)从(238±16) ms降至(196±14) ms,而对Ikr的激活动力学影响不大.结论 BTHP对Ikr有明显的抑制作用,且其阻滞作用呈现频率依赖性特征.
关键词： 苄基四氢巴马汀 快激活延迟整流钾电流 膜片钳 心室肌细胞 -
4-氨基吡啶对豚鼠心室肌钙和钠电流的影响
目的研究4-氨基吡啶(4-AP)对心肌细胞L型钙通道和钠通道的影响。方法用全细胞膜片钳技术考察4-AP对豚鼠心室肌细胞L型钙电流和钠电流的作用。结果 4-AP 0.1, 0.5, 1.0 mmol*L-1浓度依赖性地抑制L型钙电流(ICa，L)和钠电流(INa),抑制率分别为(11.6±1.7)%，(37.5±8.3)%和(54.5±6.9)%以及(22.1±14.3)%，(39.4±8.8)%和(62.3±6.8)%。0.5 mmol*L-1 4-AP使ICa，L和INa I-V曲线均上移。结论 4-AP可浓度依赖性地阻滞豚鼠心室肌细胞L型钙通道和钠通道。
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苄基四氢巴马汀对豚鼠心室肌细胞钾电流及钙、钠电流的作用
目的:研究苄基四氢巴马汀(BTHP)对心肌细胞的作用特点,以探讨其抗心律失常机制.方法:用全细胞膜片钳技术考察BTHP对心室肌细胞钾电流及钙、钠电流的作用.结果:BTHP30μmol·L-1明显阻滞延迟整流钾电流(IK包括:Ikr及Iks).可使Ikr及Ikr,tail的幅值下降,且对Ikr阻滞作用呈频率依赖性;对Iks及Iks,tail幅值也有明显的抑制作用.BTHP200μmol·L-1可明显阻滞Ica,L,使其电流幅值降低,但对IK1,Ica,T,Ina电流均无影响.结论:BTHP可明显阻滞心室肌细胞Ikr,Iks,Ica,L电流,且对Ikr阻滞作用呈频率依赖性.
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内皮素对大鼠肺动脉平滑肌细胞膜钾通道的影响
目的观察内皮素(ET-1)对大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)膜电压门控钾通道(KV)的作用.方法用全细胞膜片钳记录方法研究ET-1对膜电位(Em)、膜电容(Cm)、电压门控钾电流(IKV)的影响.结果 ET-1可引起PASMCs去极化,并抑制IKV,抑制IKV时间明显早于其对Em变化的影响,ET-1对IKV的影响呈可逆性和浓度依赖性,在有钙的环境中,ET-1对IKV峰电流的抑制率明显高于无钙时.结论 ET-1可浓度依赖性的抑制IKV,使常氧大鼠PASMCs去极化,且ET-1对IKV的抑制作用早于对Em的影响,这些作用不完全依赖于钙的参与,但钙可加强ET-1对IKV的抑制作用.
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布格呋喃抗焦虑及抑郁作用的电生理机制
研究布格呋喃(AF-5)抗焦虑及抑郁作用的电生理学机制.采用全细胞膜片钳技术,观察AF-5对原代培养大鼠皮层神经元上电压依赖性钠离子通道、电压依赖性钾离子通道、电压依赖性L-型钙离子通道、γ-氨基丁酸(GABA)依赖的氯离子通道以及稳定转染于HEK293细胞系上Kv2.1通道电流的影响.结果表明,AF-5能明显抑制原代培养大鼠皮层神经元上电压依赖性延迟整流钾电流(IK(DR))、L-型钙通道电流(IL-Ca)以及稳定转染于HEK293细胞系上Kv2.1通道电流,其IC50分别为6.17、4.4和5.29 μmol·L-1,但对电压依赖性钠通道电流(INa)、瞬时外向钾电流(IK(A))以及GABA介导的氯离子通道电流的抑制作用较弱.研究表明,AF-5的抗焦虑及抑郁作用可能与其抑制以Kv2.1为主的神经元IK(DR)及IL-Ca有关.
关键词： 布格呋喃 延迟整流钾通道电流 电压依赖性L-型钙通道电流 Kv2.1 膜片钳 -
内皮素对慢性低氧大鼠肺动脉平滑肌细胞膜钾通道活性的影响
目的观察内皮素(ET-1)对慢性低氧大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)膜电压门控钾通道(KV)活性的影响.方法将12只Wistar大鼠随机分为对照组和慢性低氧组,每组6只.用全细胞膜片钳记录方法研究ET-1对两组大鼠PASMCs膜电位(Em)、膜电容(Cm)及电压门控钾电流(IKV)的影响.结果 ET-1可引起两组大鼠PASMCs去极化,且对两组大鼠IKV均有明显的浓度依赖性抑制作用.在慢性低氧组,高浓度ET-1对IKV的抑制作用强于对照组.结论低氧并未改变ET-1引起PASMCs去极化及浓度依赖性抑制IKV的特性,且慢性低氧可能改变了PASMCs对ET-1的敏感性,内皮素和低氧对PASMCs IKV的抑制作用有协同性.
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AMP579与腺苷对大鼠和豚鼠心室肌钾离子或钠离子通道作用的比较
目的 研究AMP579和腺苷对钾离子与钠离子通道的影响及其作用机制,比较它们对负性变力及抗心律失常作用的离子机制.方法 采用膜片钳全细胞记录模式记录大鼠和豚鼠心室肌细胞离子通道电流.结果 腺苷对大鼠心室肌瞬时外向钾电流(Ito)的激动作用强于AMP579,腺苷和AMP579的EC50值分别为2.33与8.32 μmol·L-1 (P＜0.05);两者激动Ito的作用均可被腺苷A1受体阻滞剂PD116948阻断,表明其作用机制均是通过腺苷A1受体介导的.腺苷对豚鼠心室肌延迟整流钾电流(IK)的抑制作用强于AMP579,腺苷和AMP579的IC50值分别为1.21与2.31 μmol·L-1 (P＜0.05);AMP579对内向整流钾电流(IK1)的抑制作用强于腺苷,AMP579和腺苷的IC50值分别为4.15与20.7 μmol·L-1 (P＜0.01).AMP579和腺苷对大鼠心室肌钠电流(INa)的抑制作用相似,其IC50值分别为9.46与6.23 μmol·L-1.结论 腺苷对大鼠心室肌Ito的激动作用强于AMP579,两者对Ito的作用机制均是通过腺苷A1受体介导的.AMP579对IK1的抑制作用强于腺苷,而腺苷对IK的抑制作用强于AMP579,两者对INa的抑制作用相似,这些离子机制与两者发挥负性变力与抗心律失常作用有关系.
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大黄素对大鼠近端结肠平滑肌细胞电压依赖性钾通道的影响
目的研究大黄素对大鼠近端结肠电压依赖性钾离子通道的影响,以探讨其增强结肠运动的机制.方法采用全细胞膜片钳技术测定电压依赖性钾离子通道快速激活型钾电流及延迟整流型钾电流.结果大黄素(1～30 μmol·L-1)浓度依赖性地阻断延迟整流性钾通道,加快电流失活,其阻断作用不需要钾通道的开放.30 μmol·L-1大黄素可抑制快速激活型钾电流.5 μmol·L-1大黄素对钾通道的激活动力学及失活动力学没有影响,但30 μmol·L-1大黄素使其激活动力学曲线明显右移,斜率常数由(13.0±0.6)上升至(19.6±2.5) mV,同时也使失活动力学曲线明显右移.结论大黄素可阻断延迟整流型钾通道及快速激活型钾通道,其阻断作用不是开放阻断.
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应用膜片钳技术对缺氧和非缺氧两种状态下NMDA受体特性研究
目的 通过对正常和缺氧条件下N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体特性进行研究,探讨下丘脑神经元缺氧损伤的机理,为临床防治脑缺血/缺氧损伤提供实验依据.方法 取材于新生SD大鼠下丘脑视前区/下丘脑前区(PO/AH)神经元应用膜片钳单通道记录技术对缺氧和非缺氧两种状态下NMDA受体特性进行研究,观察其在缺氧和非缺氧条件下的翻转电位、电流幅度、电导特性的变化.结果 神经元缺氧后其通道内向电流幅值由平均(4.501±0.980)pA(n=20,40 mV)上升为(6.000±1.750)pA(n=16,40 mV),优势电导由非缺氧组的(45.693±1.850)pS(n=16)上升为(60.206±1.750)pS(n=10),而翻电位极为接近.结论 缺氧是使NMDA受体通道过度激活和Ca2+大量内流的一外因条件,神经元缺氧时,同一钳制电压下其内向电流幅度明显高于对照组,优势电导也有明显上升,可以解释为缺氧引起了神经元Ca2+超载,从而介导了细胞的损伤和死亡.
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PTD-BDNF对海马神经元兴奋性突触活动的作用
目的:研究具有跨血脑屏障功能的PTD-BDNF对培养海马神经元细胞自发电活动的作用.方法:应用全细胞膜片钳技术,观察脑源性神经营养因子(BDNF)和蛋白转导结构域-脑源性神经营养因子(PTD-BDNF)对原代培养大鼠海马神经元自发突触活动的影响.结果:与对照组比较,BDNF与PTD-BDNF作用后均可明显增加海马神经元自发兴奋性突触后电流(sEPSC)和微小兴奋性突触后电流(mEPSC)的产生频率[sEPSC的频率:(1.4±0.5)vs(4.0±0.6),(3.9±0.5)Hz,均为P<0.01;mEPSC的频率:(4.2 4±1.0)vs(7.9±1.9),(7.6±1.8)Hz,均为P<0.01],并增加sEPSC的幅度但并不影响mEPSC的幅度[sEPSC的幅度:(415.7±48.0)vs(743.7±95.7),(693.7±99.9)pA,均为P<0.01;mEPSC的幅度:(34.7±4.7)vs(36.3±6.2),(36.2±4.4)pA,均为P>0.05].BDNF与PTD-BDNF两者之间比较差异均无统计学意义(P>0.05).结论:PrD-BDNF可以增强大鼠海马神经元兴奋性突触活动,说明重组PTD-BDNF与BDNF有相似的电生理活性.
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葡萄糖对豚鼠心室肌细胞跨膜离子电流的影响
目的观察葡萄糖对豚鼠心室肌细胞膜APD,IK1,IK,ICa-L的影响.方法采用全细胞膜片技术记录单个豚鼠心室肌细胞膜的动作电位时程和离子电流.比较0、10和20mmol·L-1葡萄糖对心室肌细胞跨膜离子电流的作用.结果(1)与10 mmol·L-1葡萄糖相比,0和20mmol·L-1均可使豚鼠心室肌细胞的APD缩短(P＜0.05);(2)在细胞外葡萄糖浓度为10 mmol·L-1时,内向整流钾电流IK1的电流密度大,标准化I-V曲线显示0和20mmol·L-1葡萄糖均可抑制IK1,并使I-V曲线左移,其翻转电位从-72.4移至-64.6 mV;(3)与mmol·L-1葡萄糖相比,0和20mmol·L-1葡萄糖均可增加ICa-L的电流幅度和电流密度.当钳制电位为10 mV,细胞外葡萄糖浓度为0 mmol·L-1时,ICa-L的电流密度为(-8.03±0.82)pA/pF(n=8),而10mmol·L-1和20mmol·L-1葡萄糖分别使电流密度增加为(-5.45±0.67)pA/pF和(-6.50±0.56)pA/pF;(4)当钳制电压为+70mV,细胞外葡萄糖浓度为0、10和20 mmol·L-1时,IK的电流密度分别为(18.96±2.86)pA/pF,(8.66±1.87)pA/pF,(15.32±3.12)pA/pF.结论细胞外不同浓度的葡萄糖可使豚鼠心室肌细胞APD,IK1,IK,ICa-L发生改变.细胞外葡萄糖浓度为0和20mmol·L-1对细胞膜离子电流产生相似的影响.
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葛根素对豚鼠乳头肌动作电位及延迟整流钾电流的影响
目的观察葛根素提取液对豚鼠乳头肌动作电位及延迟整流钾电流的影响.方法用常规微电极方法记录豚鼠乳头肌动作电位,用全细胞膜片钳技术记录游离心室肌细胞钾离子流.结果①不同浓度的葛根素均能延长豚鼠乳头肌细胞动作电位时程(APD).②不同浓度的葛根素均能抑制延迟整流钾电流.结论葛根素明显延长APD,抑制延迟整流钾电流,具有明显的浓度依赖关系,可能是其抗心律失常的电生理机制.
