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多离子通道阻断的抗心律失常中药研究探讨
心脏电信号传导的基础是心肌细胞跨膜离子通道电流,心肌细胞钠、钾、钙等离子通道顺序开放并保持动态平衡是心脏正常工作的基础,一些心律失常易感因素可通过影响钠、钾、钙等离子通道功能,引起离子通道间平衡失调、心肌电信号传导紊乱、心律失常的发生[1].既往开展的抗心律失常中药机制研究多是初步探讨和推测性结论,未能明确其抗心律失常的基础[2],近年来广泛应用于细胞电生理学研究的膜片钳技术是以微弱电流信号测量为基础,利用玻璃微电极与细胞膜封接来测量多种通道电流,膜片钳技术的问世给细胞生物学研究带来了一场革命,尤其是近年来该技术开始应用于抗心律失常中药机制的研究中,既有膜片钳单通道记录,又有全细胞记录[3],进一步揭示了中药抗心律失常的机制,同时获得了临床证据.
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缬沙坦对豚鼠心室肌细胞离子通道电流的影响
目的 观察血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂对缬沙坦对豚鼠心室肌细胞离子通道电流的影响.方法 采用全细胞膜片钳技术的电压钳方法记录心室肌细胞的离子通道电流,包括L-Ca2+电流(L-ICa);延迟整流钾电流(IK)及内向整流钾电流(Ik1).结果 缬沙坦100μmol/L组的心室肌细胞IK峰值电流,为7.15±0.78(pA/pF),明显低于对照组(6.42±0.85(pA/pF),(P<0.01)呈电压依赖性.缬沙坦100 μmol/L不影响心室肌细胞Ik1及L-ICa电流.结论 高浓度缬沙坦抑制心室肌细胞延迟外向钾电流,而不影响内向整流钾电流及内向L-ICa.提示缬沙坦抑制延迟外向钾电流,适度延长动作电位时程,从而延长心室有效不应期,有助于折返引起的快速室性心律失常的防治.类似Ⅲ类抗心律失常的作用.
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兔急性心肌梗死后24小时心室肌细胞离子通道电流的变化
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关键词:
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细胞离子通道电流实验数据的一种分析方法
上世纪80年代,单个心肌细胞的分离和单通道研究方法获得成功.将膜片钳制技术用于电压敏感性通道的研究,得到离子通道门控电荷的分布,该分布服从Boltzman分布,公式是其中,Q为某一膜电位(V)时的电荷,Qmax为大电荷,V1/2是Q达到Qmax一半时的膜电位,S为斜率[1].
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人精子膜离子通道和男性抗生育中草药避孕机制
离子通道在精子的成熟、获能和顶体反应过程中起关键作用.然后,由于难以直接使用膜片箝技术记录人的成熟精子的离子通道电流,长期以来一直缺乏有关人精子膜离子通道的类别和性质的基本资料.这种状况一直持续到将离子通道重组于脂双层的方法引入到精子离子通道的研究.我们在国家自然科学基金的支持下,将分离的人的精子膜离子通道蛋白重组于磷脂形成的脂双层膜,结合利用膜片箝单通道记录,首次记录出存在于人精子膜的离子通道电流,鉴定出数种通透Ca2+,Na+,K+和Cl-,具不同单位电导和动力学性质的离子通道.这包括两种具不同电导和动力学性质的Ca2+通道;对四乙胺敏感的K+通道;对河豚毒素敏感的Na+通道,其中有不具整流特性和具整流特性的数种;三种不同电导的Cl-通道等.这是目前对人的精子膜离子通道类别、性质的为系统、完备的记述.
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遗传性心律失常疾病及治疗--心律失常离子通道蛋白质转运的分子生物学
细胞膜表面离子通道功能的异常是出现心律失常的关键.探讨心律失常疾病中心肌细胞如何作用于离子通道,蛋白质以及这种蛋白质如何转运,识别相关的通道及转运蛋白和多个亚单位的基因编码,了解调节离子通道的功能,控制细胞与细胞之间的联系以及不同的心律失常产生机制的进展,对引起离子通道电流的多家族性及遗传性心律失常疾病具有重要意义.
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Islet-1促C3H10T1/2细胞向心肌样细胞分化过程中的电生理特性
目的:研究Islet-1体外诱导C8H10T1/2细胞分化为心肌样细胞过程中,钠、钙离子通道电流的表达情况.方法:Islet-1慢病毒载体感染C3H10T1/2细胞,观察细胞形态变化.差速贴壁法分离培养新生小鼠心肌细胞,以免疫荧光法进行鉴定.RT-PCR检测相应钠、钙离子通道基因mRNA表达水平.全细胞膜片钳技术检测细胞钠、钙离子通道电流表达情况.结果:实验组细胞形态呈心肌样改变;实验组钠、钙离子通道基因SCN5A(INa离子通道基因)、CACNA1C(IL-Ca离子通道基因)和CACNA1H(IT-Ca离子通道基因)表达量均明显高于空白组和阴性对照组(均P<0.05);膜片钳检测空白组和阴性对照组无内向离子通道电流表达,实验组检测到与心肌细胞相似的钠电流(INa)和T型钙电流(IT-Ca),峰值电流呈现不均一性,总体水平低于小鼠心肌细胞;IL-Ca的离子通道基因虽表达增高,但未测得电流表达.结论:实验组钠、钙离子通道基因表达增高,可产生与心肌细胞相似的钠、钙离子通道电流,说明Islet-1可诱导C3H10T1/2细胞分化为有电生理功能的心肌样细胞.
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心律失常机制计算机仿真研究的现状
心律失常是常见的心脏疾病,也是造成猝死的主要原因之一.长期以来,对心律失常机制的研究都是医学乃至工程技术人员研究的一个焦点.上世纪50年代,Hodgkin和Huxley[1]用测量膜电特性的方法,说明了细胞膜离子通道的电压门控特性,并建立了著名的H-H方程,它给人们定量分析和解释电可兴奋性细胞中动作电位产生的原因、过程、电特性和传导特性等提供了有利的手段.后来随着分子生物学、生物物理学和电生理实验技术水平的迅速发展,推动了人们对离子通道结构和功能的进一步认识和了解,越来越多的离子通道电流、离子泵、交换体电流被发现,在H-H方程基础上相继建立了许多描述细胞动作电位的数学模型[2~4].这些模型的建立使人们能够在细胞水平上直接利用现代计算机技术对一些复杂的假说进行验证、预测,指导实验研究,完成实验中一些难以进行的工作.计算机模拟仿真研究已成为探讨和揭示心律失常机制一种不可替代的方法和手段.
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心脏跨壁电异质性的光学标测
基础电生理测量技术中,包括膜片钳(patch clamping),微电极记录(microelectrode recording)细胞外多点标测(extracellular multisite mapping)和光学标测(optical mapping),其测量范围从直接单细胞离子通道电流至未受损标本的光学成像,但只有光学标测技术具有不接触或刺穿细胞的优点.
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治疗浓度的雷诺嗪对人心房肌细胞电活动的影响
目的:探讨治疗浓度的雷诺嗪对人心房肌细胞电活动的影响.方法:从冠状动脉旁路移植术患者右心耳分离心房肌细胞,在治疗浓度的雷诺嗪作用下,使用膜片钳技术记录动作电位(APD)及峰钠电流、L型钙通道电流(LCa.L)、瞬时外向钾电流(Ito)、超快速延迟整流钾电流(IKur),观察给药前后的变化.结果:10μmol/L雷诺嗪使APD50和APD90分别延长27.5%和14.2%,而对静息电位和动作电位的幅度无明显影响;使钠电流失活曲线V0.5从(-92.9±7.8)mV左移至(-103.5±3.9)mV,对ICa.L、Ito、IKur的电流-电压曲线无明显影响.结论:10 μmol/L雷诺嗪延长APD50和APD90,并使快钠通道失活增加.
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基于Noble心室肌细胞动作电位动力学模型的细胞电生理特性仿真研究
基于Noble98哺乳动物心室肌细胞动作电位动力学模型,利用龙格-库塔法得到模型数值解.在此基础上,研究了文氏现象和心室肌细胞跨壁复极离散性、频率依赖性及其离子通道机制.结果显示,心肌细胞这些固有特性的存在可能导致心脏激动扩布中正常时空组织遭到破坏,成为致心律失常的潜在因素.本研究同时建立了利用Noble98模型进行定量细胞电生理研究的基本方法,为进一步利用该模型深入探讨心律失常生理机制奠定了重要基础.
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膜片钳技术在神经干细胞领域的研究现状及应用展望
膜片钳技术(patch-clamp technique)是1976年由Nehetr和Sakmann在电压钳的基础上发展而来的一种记录细胞膜离子通道电生理活动的技术.其突出优点是能够在维持细胞兴奋过程中膜电位恒定的同时,直接记录离子通道电流,反映单一的(或多个的)离子通道分子活动.此技术的出现将细胞水平和分子水平的生理学研究联系在一起,同时又将神经科学的不同领域融汇成一体,是对生理科学和神经科学研究的重大变革.