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慢性房颤患者心肌瞬时外向钾通道电流密度变化
目的 旨在研究慢性房颤患者心房肌瞬时外向钾通道电流的变化,为房颤机制的阐明提供更多的实验依据.方法 心房肌标本取材于体外循环手术患者右心耳.采用全细胞膜片钳技术研究心房肌瞬时外向钾通道电流密度的变化.结果 慢性心房颤动患者心房肌瞬时外向钾通道电流密度降低,在测试电位-20 mV以上各电位水平时均有显著性差异(n=16,P<0.05).结论 慢性房颤时瞬时外向钾电流密度降低对房颤的电重构起一定的作用.
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大蒜素对 H9c2细胞钠电流的作用
目的：观察大蒜素(Gar)对 H9c2细胞钠电流的影响。方法取培养大鼠心肌细胞系 H9c2细胞,采用全细胞膜片钳记录钠电流。观察 Gar 对钠电流和门控机制的影响。结果Gar 对 INa 的抑制效应呈电压依赖性。-30 mV 时,200μmol/L Gar 可使 INa 由(-98.4±5.6)pA/pF 降低为(-66.5±5.3)pA/pF (P<0.01)。药物使 INa 半激活电压 V1/2向去极化方向移动,减少通道开放,从而减少 INa 电流峰值密度。200μmol/L 的 Gar 可以使钠通道的稳态激活曲线向去极化方向移动,半激活电压(V1/2, act)从(-50.6±5.4)mV移至(-27.8±3.2)mV(P<0.01),激活曲线斜率(kact)差异无统计学意义(P>0.05)。结论大蒜素可能通过减少钠通道激活,降低钠电流。
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山莨菪碱对兔缺血再灌注后心室肌细胞瞬间外向钾通道电流的影响
目的 建立兔心肌缺血再灌注动物模型,研究山莨菪碱对兔在体缺血再灌注后心室肌细胞Ib的影响,探讨山莨菪碱抗再灌注心律失常的细胞学离子机制.方法 45只新西兰大耳白兔随机分为3组:缺血再灌注动物模型组(I-R组,结扎冠脉左前降支30 min后再开放120 min),山莨菪碱治疗组(Ani组,手术前1 min动物耳缘静脉注射山莨菪碱5 mg/kg)和假手术对照组(只开胸不结扎血管).观察缺血再灌注期间室性心律失常(室早、室速和室颤)的发生率及持续时间.采用酶解的方法 分离缺血部位心室肌外膜单个心室肌细胞,应用全细胞膜片钳技术记录I10.结果 与I-R组比较,Ani组兔室速、室颤发生率及持续时间明显下降,其心律失常的评分明显低于I-R组(2.6±0.7比3.6±0.8,P＜0.05).对照组、I-R组和Ani组I10电流密度(+60 mV时)分别为(17.41±3.13)pA/pF(n=15)、(9.49±1.91)pA/pF(n=11)和(16.55±2.86)pA/pF(n=10),I-R组与对照组相比显著下降(P＜0.01),Ani组与I-R组相比显著升高(P＜0.01).结论 山莨菪碱可降低心肌缺血再灌注期间心律失常的发生率.心肌缺血再灌注后I10明显下降,山莨菪碱预处理可使下降的I10上调,逆转电重构,可能为山莨菪碱降低心律失常发生率的细胞学离子机制.
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炎症病理情况下阿托伐他汀对大鼠主动脉平滑肌细胞膜电位影响及其可能机制研究
目的 研究炎症病理情况下阿托伐他汀对大鼠主动脉平滑肌细胞膜电位及大电导钙敏感钾通道活性的影响.方法 通过激光共聚焦显微镜检测DIBAC4(3)标记的大鼠主动脉平滑肌细胞(ASMC)膜电位,观察+/-catalase(过氧化氢清除剂)时IL-1β与ASMCs共培养后,阿托伐他汀对膜电位的影响,探讨阿托伐他汀能否逆转IL-1β对血管平滑肌细胞膜电位的影响及其可能机制,以及在炎症情况下阿托伐他汀对BKca单通道活性的影响.结果 12 h 50 ng/ml IL-1β的处理使ASMCs细胞膜去极化,100μmol/L阿托伐他汀可以逆转IL-1β引起的ASMCs去极化；12 h 50 ng/ml IL-1β的处理抑制ASMCs细胞膜上BKca通道活性,而100 μmol/L阿托伐他汀可以逆转IL-1β对BKca通道活性的影响.结论 阿托伐他汀可以完全逆转IL-1β引起的ASMCs去极化,BKca通道是形成血管平滑肌细胞膜电位的重要原因.膜电位与心血管疾病密切相关,BKca通道可能是心血管疾病新的药物靶点,阿托伐他汀可能成为直接开放血管平滑肌细胞BKca通道新的药物.
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蛋白激酶A抑制剂H-89的致心律失常效应及机制
目的 观察蛋白激酶A(PKA)抑制剂H-89对大鼠心律和心肌细胞膜内向整流钾电流(IK1)、钠钙交换体电流(INa/Ca)的影响,从而评估其药理学应用价值.方法 成年SD大鼠麻醉后开胸取出心脏行Langendorff主动脉逆行灌流,记录心电图,观察H-89给药20 min内对离体心脏节律的影响.应用全细胞膜片钳技术观察H-89对胶原酶分解的大鼠心室肌细胞膜IK1和INa/Ca的影响.结果 1～10 μmol/L H-89可在大鼠离体心脏诱发明显的心律失常,室性期前收缩(PVB)数目,室速(VT)、室颤(VF)持续时间和发生率呈浓度依赖性增高(P＜0.05).膜片钳记录结果显示,H-89可浓度依赖性抑制IK1(P＜0.05),在5 μmol/L时即可完全阻断IK1,类似于0.5 mmol/L氯化钡(BaCl2)的效应.但H-89(1～10 μmol/L)对INa/Ca无明显作用(P＞0.05).结论 H-89对心肌细胞膜电流的异常扰动是其致心律失常风险的主要电生理学机制,可由PKA依赖性或非PKA依赖性药理学作用共同介导.
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G蛋白对阿片受体调节延迟整流钾通道的影响
目的观察G蛋白在阿片受体激动剂对钾通道的双相调节中所起的作用.方法利用膜片钳技术(patch clamp),采用全细胞记录方式,观察在电极液中分别加入G蛋白稳定抑制剂(GDPβS)、百日咳毒素(PTX)、二磷酸核苷酸激酶(NDPK)及环磷酸腺苷(cAMP)后,对阿片受体激动剂调节NG108-15细胞膜延迟整流钾通道作用的影响.结果(1)GDPβS能够阻断高浓度δ-阿片受体选择性激动剂(DPDPE)对钾电流的兴奋作用及低浓度DPDPE对钾电流的抑制作用(P＜0.05).(2)高浓度DPDPE对钾电流的兴奋性调节作用完全被PTX阻断(P＜0.05),而霍乱毒素CTX对DPDPE对钾电流的双相调节作用无影响.(3)尿苷二磷酸(UDP)能够阻断NDPK对高浓度阿片受体激动剂对细胞膜钾通道兴奋性调节作用,而UDP对低浓度阿片受体激动剂的抑制作用无影响.(4)cAMP对高浓度阿片受体激动剂具有调节作用(P＜0.05),而对低浓度阿片受体激动剂的抑制作用无影响.结论阿片受体对NG108-15细胞膜上延迟整流钾通道具有双相调节作用,其中高浓度激动剂引起的兴奋作用可能由Gi/o介导,并与cAMP有关,而其抑制作用可能是由G蛋白βγ亚单位直接作用.
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心力衰竭患者抗β1肾上腺素能受体自身抗体阳性血清对心肌细胞L-型钙通道的影响
目的探讨心力衰竭患者抗β1肾上腺素能受体自身抗体(Abs)阳性血清对豚鼠心室肌细胞膜上L型钙电流(IGa-L)的影响.方法应用全细胞钳制技术,定量观察并比较β1肾上腺素能受体激动剂异丙肾上腺素(Iso)和心力衰竭患者Abs阳性血清对豚鼠单个心室肌细胞的ICa-L电流强度的影响.结果β1肾上腺素能受体激动剂Iso可使基础ICa-L峰值电流强度和标准电流密度从(997.09±227.5)pA和(8.20±0.86)pA/pF增大到(2 241.01±348.5)pA和(18.98±1.18)pA/pF(P＜0.01),而β1肾上腺素能受体阻滞剂艾司洛尔(Esm)可以阻断这一作用.同样,心力衰竭患者Abs阳性血清可使基础ICa-L峰值电流强度从(963.57±207.56)pA增大到(1 382.41±241.36)pA,标准电流密度从(8.14±0.72)pA/pF增大到(11.70±1.03)pA/pF(P＜0.01),Esm也可阻断此作用.结论人类心脏Abs阳性血清对心肌细胞受体有异丙肾上腺素样激动剂效应,可能参与了心力衰竭时心肌细胞的病理生理过程.
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δ阿片受体激动剂对NG108-15细胞延迟整流钾通道的双向调节作用
目的观察δ阿片受体激动剂DPDPE对NG108-15细胞膜上延迟整流钾通道的调节作用.方法将NG108-15细胞膜电位钳制在-90mV,给予时程为150ms的阶跃脉冲刺激,由-50mV逐渐增至+80mV,每次递增10mV,记录到一系列外向延迟整流钾电流,记录给予不同浓度δ阿片受体激动剂DPDPE前后的钾电流变化,比较其作用与给药浓度的关系,同时观察阿片受体拮抗剂纳洛酮(NAL)和特异性δ阿片受体拮抗剂纳曲酮(NTI)对δ阿片受体激动剂DPDPE的阻断效应.结果δ阿片受体激动剂DPDPE在高浓度(≥10-6mol/L)时,对钾通道产生兴奋性作用;而低浓度(≤10-7mol/L)时,对延迟整流钾通道产生抑制作用,且作用均随着时间的延长而逐渐增强.结论δ阿片受体激动剂DPDPE对延迟整流钾通道的作用具有双向调节作用.
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肥厚心室肌细胞单通道钙流的藤征
目的慢性压力负荷导致的心肌肥厚所伴有的动作电位时程的延长可能与L型钙流失活延迟有关. 本文的目的是探索左室高血压所致的家猫肥厚心肌的单通道L型钙流的特征,以及在动作电位延长中的作用.方法应用膜片钳技术研究正常和压力负荷所致的肥厚家猫心肌单通道L型钙流的特征.左室高血压模型用部分结扎降主动脉的方法.结果从-40?mV去极化到0?mV时,正常心肌和肥厚心肌的单通道L型钙流的振幅分别为1.02±0 .03?pA和1.05±0.03?pA,斜率电道分别为26.2±1.0?pS和25.8±0.9?pS,两者相比均无差别.但脉冲终末部分的平均振幅,肥厚心肌明显大于正常心肌.通道开放时间直方图分析表明,正常心肌细胞的开放时间分布呈单指数曲线,而肥大心肌细胞为双指数曲线 .肥大心肌的平均开放时间明显长于正常心肌细胞.结论左室压力负荷所致的肥大细胞的动作电位时程延长与L型钙流的失活时间延迟有关.
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通络药物对心肌细胞钠钙离子通道的影响
目的 观察通络药物参松养心胶囊提取干粉溶液对单个豚鼠心室肌细胞膜钠通道电流(INa)、L型钙通道电流(ICa,L)的影响.方法 用钙外液将参松养心胶囊干粉配制成不同浓度(1%、0.5%、0.25%).用酶解法分离单个心室肌细胞,并用全细胞膜片钳记录技术记录电流.结果 当药物浓度0.5%时,可以使INa峰值电流密度从(27.2 ±5.4)pA/pF降至(14.9±2.8)pA/pF,平均抑制率为44.8%±7.7%(n=5,P＜0.05);药物浓度为1%,0.5%,0.25%时,分别对ICa,L的峰值电流密度的抑制率为50.7%±5.6%,44.8%±6.5%,和19.2%±1.1%,(n=5,P＜0.05).药物可以使INa、ICa,L的电流密度-电压曲线上移,但均不改变其激活、峰值和反转电位.结论 参松养心胶囊提取干粉溶液对INa、ICa,L具有阻滞作用,这可能是其抗心律失常和心肌保护作用药理机制的一部分.
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2000年度上海市医学科技成果简介(续)
(上接第13期)病毒性心肌炎和扩张型心肌病发病机理、诊断和治疗的研究(复旦大学医学院附属中山医院、南京医科大学第一附属医院等,国际先进水平) 课题组采用免疫组化、原位杂交、RT-PCR、膜片钳全细胞电流记录技术等,对病毒性心肌炎和扩张型心肌病进行了发病机理、诊断和治疗研究.
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一种小动物离体心脏的电生理设备使用方法
随着膜片钳的出现,现代电生理有了突飞猛进的进展,许多新的通道被发现,但仅局限于细胞水平的研究,细胞与细胞间的电活动及细胞连接之间的研究不能完全在单细胞研究中解决;在体大鼠心脏的电生理研究,国内外文章较多,但因自主神经、呼吸的影响,难以分辨实验药物的具体作用位点:离体大鼠心脏灌流的电生理方法,可以在去除自主神经等影响下,单独观察药物、压力作用对心脏的作用.
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双酚A对高电压激活钙通道亚型电流的影响
目的 探讨双酚A对大鼠背根神经节神经元钙离子通道各亚型的影响.方法 选择50只健康4～6周龄清洁级SD大鼠,采用Ⅰ型胶原酶(4 mg/L)和Ⅰ型胰蛋白酶(1.5 mg/L)消化法分离背根神经节(DRG)神经元,以L、N、P/Q型钙通道阻断剂硝苯地平(nifedipine,10 μmol/L)、乙酸齐考诺肽(ω-conotoxin MⅦA,2μmol/L)、ω-芋螺毒素(ω-contoxin MⅦC,2μmol/L)预孵育神经元20 min,特异性阻断通道电流,记录电流前即时通过灌流系统加入10μmol/L BPA,采用全细胞膜片钳方法记录钙电流.结果 双酚A对各亚型通道均有抑制作用,其中,以L型钙通道为主.阻断L型钙通道,10 μmol/LBPA对钙电流的抑制率由(53.22±11.00)％降低至(14.02±5.51)％,差异有统计学意义(P＜0.05);BPA使L型钙通道电流密度(pA/pF)峰值由-30.54±3.92减小到-20.7±3.92,差异有统计学意义(P＜0.05).阻断N、P/Q型钙通道,对钙电流的抑制率由(53.22±11.00)％分别降低至(26.90±12.33)％和(25.66±5.99)％,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 双酚主要通过抑制L钙通道亚型,抑制钙离子电流.
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过氧化氢对小鼠心肌细胞钙离子通道的影响
目的 观察过氧化氢(H2O2)对小鼠心肌细胞L型钙离子通道的作用机制.方法 应用膜片钳技术中的单通道记录观察1 mmol/LH2O2对心肌细胞钙离子电流的影响,并观察钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)抑制剂(KN93)及半胱氨酸的氧化剂5,5’-二硫双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)对细胞钙离子电流及通道活性的影响.结果 1mmol/L H2O2可使钙离子通道中钙离子电流显著增加,钙离子通道活性增加至(206±32)％,CaMKⅡ的抑制剂KN93并未完全抑制H2O2引起的钙离子通道活性增加;取单片细胞膜组织进行观测,排除细胞内原有物质,特别是CaMKⅡ的干扰,H2O2依然能引起钙离子通道活性的增加;半胱氨酸的氧化剂DTNB在细胞膜内面向外模式中可提高离子通道活性(P＜0.01),而随后加入的1 mmol/L H2O2不再明显增加钙离子通道活性(P＞0.05).结论 H2O2对小鼠心室肌细胞钙离子通道的作用可能是通过对通道上的半胱氨酸直接氧化而产生的.
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基于小波分析方法的膜片钳信号滤噪处理研究
以小波变换的多分辨率分析特性为基础,将含噪音的膜片钳信号分解成一系列不同频率分辨率的子带,通过对各个分解尺度的信号和噪音的小波相关系数的分析,设置浮动阈值,从而达到滤噪的作用.
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芪玄益心胶囊对糖尿病大鼠缺血心室肌细胞动作电位及瞬时外向钾电流的影响
[目的]探讨芪玄益心胶囊对糖尿病(DM)大鼠急性缺血心肌瞬时外向钾电流的影响,从细胞通道水平探讨该药的治疗机制.[方法]以链脲佐菌素(STZ)腹腔注射致胰腺损伤合并舌下静脉注射垂体后叶素使冠状动脉收缩,建立DM急性心肌缺血动物模型,采用全细胞膜片钳技术,记录芪玄益心胶囊对单个大鼠心室肌细胞动作电位(AP)相关指标及对瞬时外向钾电流1(Ito1)的影响.[结果]芪玄益心胶囊高剂量组心室肌细胞动作电位相关指标、瞬时外向钾电流密度较模型组明显改善,同模型组比较具有显著意义(P＜0.05).[结论]芪玄益心胶囊能够加大Ito1的开放,并推测芪玄益心胶囊抗心肌缺血的作用与开放瞬时外向钾电流,改善动作电位,进而产生类似缺血预处理的心肌保护作用密切相关.
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"醒脑开窍"针刺法对脑缺血再灌注大鼠海马神经元KATP通道细胞电生理的调控研究
[目的]观察"醒脑开窍"针刺法对脑缺血再灌注大鼠海马椎体神经元三磷酸腺苷敏感性钾(KATP)通道电生理特性的影响.[方法]将32只大鼠随机分为空白组 、假手术组 、模型组 、电针组,每组8只.模型组 、电针组大鼠按照Zea longa线栓法复制大脑中动脉缺血再灌注模型,假手术组只分离颈总动脉和颈外动脉,不插入尼龙线栓.电针组给予针刺内关、水沟、三阴交治疗,每日2次,连续治疗3 d.采用Zausinger六分法评价神经功能,神经元急性分离技术获得海马椎体神经元,采用单细胞膜片钳技术记录各组大鼠海马椎体神经元KATP通道电流曲线,各组随机选择封接成功的8个膜片进行膜片钳数据分析.[结果]模型组大鼠神经功能评分明显低于空白组 、假手术组(均P<0.01),海马锥体神经元KATP通道开放时间、开放概率均明显高于空白组 、假手术组(均P<0.01),电流幅度与空白组 、假手术组比较均无统计学差异(均P>0.05);电针组大鼠神经功能评分明显高于模型组(P<0.01),海马锥体神经元KATP通道开放时间、开放概率均明显低于模型组(均P<0.01),电流幅度与模型组比较无统计学差异(P>0.05).[结论]"醒脑开窍"针刺法可以影响脑缺血再灌注大鼠海马椎体神经元KATP通道的电生理特性,其对抗脑缺血再灌注损伤的作用机制可能与调节KATP通道开放活动相关.
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剪切应力诱导成骨细胞钾离子通道开放的研究
目的 探索成骨细胞如何应答机械应力刺激,并将刺激信号转导进入细胞内,从而调节骨改建的分子机制.方法 利用膜片钳及自行设计的流动小室系统对体外培养的单层Wister大鼠乳鼠成骨细胞在可控流体剪切应力作用下诱导细胞膜K+通道的开放进行了初步研究.结果 剪切应力作用后,成骨细胞膜上K+电流明显增大.结论 成骨细胞细胞膜上存在剪切应力敏感的K+通道,流动剪切应力可以通过影响成骨细胞膜上的K+通道的开放引起穿细胞的离子通透性的增加,进而引起细胞内Ca2+浓度变化,同时诱导细胞内钙调节机制的激活,这些变化都可以进一步引起细胞信号转导机制的激活.
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氨甲酰胆碱增加大鼠心室肌细胞收缩机制的初步研究
目的:本文研究非选择性M受体激动剂氨甲酰胆碱(Cch)对心肌细胞收缩的作用,并同时观察L-型钙流,探讨其机制.方法:以分离大鼠的单个心室肌细胞为对象,采用膜片钳和单细胞收缩测量技术,在35℃恒温,细胞外钙离子浓度1.8 mmol/L,0.2 Hz,1.0 Hz刺激下测量细胞收缩幅度和ICa(L)、INa/Ca.结果:①大鼠心肌细胞收缩与刺激频率呈负相关;②选择△L0.2 Hz/△L1.0 Hz≥1.25(n=6)的细胞给予1.0 Hz的刺激,100 μmol/L Cch增加大鼠心室肌细胞收缩28%.③ Cch作用能被非选择性M受体阻滞剂阿托品阻滞,选择性M1受体激动剂MCN-A-343 100 μmol/L对细胞收缩无影响.④ 100 μmol/L Cch对ICa(L)无影响,但增加从+ 10 mV复极到-40 mV所产生的晚期尾电流,提示INa/Ca加大.结论:Cch能加强大鼠心室肌细胞收缩,它的作用由M2受体介导,其机制可能是通过加强INa/Ca,增加肌质网(SR)内的钙内容和钙释放,导致细胞收缩加强,而非通过L-型钙流.
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L型钙流和反向钠-钙交换在豚鼠心室肌细胞兴奋-收缩偶联中的作用
目的:比较和探讨L型钙流[ICa(L)]和反向钠-钙交换(NCX)在触发豚鼠心室肌细胞兴奋-收缩偶联中的作用.方法:以分离的豚鼠单个心室肌细胞为对象,采用膜片钳和单细胞收缩测量技术,给予35℃的各种含药物细胞外液快速灌流,同时记录ICa(L)和细胞收缩.结果:①在+10 mV的钳制电压,使用硝苯地平(Nif)10～100μmol/L和Nif 30μmol/L+Cd2+30μmol/L,阻滞ICa(L)越多,细胞收缩被阻滞得越多,呈线性相关.②在+50 mV的钳制电压,Nif 100μmol/L以及Nif 30 μmol/L+Cd2+30 pmol/L仅能抑制部分细胞收缩,但剩余的细胞收缩起始时间明显延迟,且能被5 mmol/L Ni2+所阻滞.③在+100mV的钳制电压,细胞收缩起始时间较+50 mV明显延迟,且不能被Nif 100μmol/L和Nif 30μmol/L+Cd2+30μmol/L所阻滞.结论:在生理条件下,Ica(L)是触发心室肌细胞兴奋-收缩偶联的主要途径,但在膜电位＞+50 mV时,反向NCX也参与兴奋-收缩偶联.
