弱激光对神经元钾离子通道特性影响的实验研究

利用波长为670 nm、功率为5 mW的半导体激光器照射急性分离的大鼠海马CA3区锥体神经元，应用全细胞膜片钳技术研究其瞬时外向钾离子通道特性.实验发现：弱激光对瞬时外向钾电流具有抑制作用,并且该抑制作用呈现电压依赖性和可逆性.激光作用可显著影响通道稳态激活和失活过程，激光照射组和对照组比较，电流稳态激活曲线向去极化方向移动，半数激活电压升高，曲线斜率因子改变；而失活曲线向超极化方向移动，半数失活电压降低，曲线斜率因子不变.结果表明，弱激光作用海马神经细胞可以改变其瞬时外向钾离子通道特性，从而影响动作电位的形成和发放，调节神经元生理功能,有利于受损神经元的恢复和再生. 关键词： 瞬时外向钾离子电流 膜片钳技术 弱激光照射 神经元     

镧对MC3T3细胞钙激活钾电流及其动力学的影响

利用全细胞膜片钳技术,研究了稀土镧离子对非兴奋性小鼠成骨细胞(MC3T3)钙激活外向钾电流及其激活和失活动力学的影响.结果表明:MC3T3细胞钙激活外向钾电流随着电极内液中游离Ca2+浓度的增加而增加,且具有电压和胞内游离Ca2+依赖性特征.细胞外液中的稀土镧可浓度依赖性地抑制MC3T3细胞钙激活外向钾电流,其半数抑制浓度(EC50)为8.23±1.45μmol/L.50μmol/L氯化镧可使钾电流的激活曲线向正电位方向移动,而使其失活曲线向负电位方向移动,但对激活曲线和失活曲线的斜率因子k值影响都不大.研究表明:抑制钾通道电流,可使细胞膜去极化,细胞的兴奋性增加,从而增加胞外Ca2+向胞内流动,引起胞内Ca2+浓度的增加,由此而诱发一系列的生理和分子生物学事件.这一过程可能是稀土镧影响MC3T3成骨细胞生长和功能的分子作用机制之一.     

弱激光诱导神经元兴奋性改变的实验研究

利用全细胞膜片钳技术研究弱激光诱导下大鼠海马CA3区锥体神经元兴奋性.实验结果显示：弱激光作用使神经元钠通道激活电位向超极化方向移动,钠电流幅度增大,且这种增大作用具有电压依赖性和可逆性.激光作用显著影响钠电流稳态激活与失活特性，对照组和照射组通道半数激活电压分别为(-4414±528)mV和(-5655±614)mV(n=8,P<001)，半数失活电压分别为(-6902±1031)mV和(-5660±897)mV(n=8, P<0     

血管内皮舒张因子激活阻力血管平滑肌细胞钙激活钾通道

本实验直接观察了由10~(-6)mol/L Ach激发大鼠主动脉内皮细胞产生的血管内皮舒张因子(Endothelium-derived relaxing factor,简称EDRF)对大鼠肠系膜动脉阻力血管平滑肌细胞钙激活钾通道的作用,首次发现EDRF可激活阻力血管平滑肌上160.3pS,76.4pS两种不同电导的钙激活钾通道。将目前有人认为是EDRF主要活性成分的NO(通过10~(-8)mol/L硝普钠释放)作用于相同标本上可激活100.5pS的钙激活钾通道。动力学分析表明EDRF与NO作用性质有差异。特别是通道开放概率,EDRF激活者远较NO激活者大。     

大脑皮层神经元钾离子通道的膜片钳研究

本文用膜片钳技术对培养的大脑皮层神经元胞体膜上的电压依赖性钾离子通道进行了研究。实验采用细胞贴附和内面朝外两种型式记录单钾离子通道的活动。实验结果表明,在皮层神经元常见电导为50pS的钾通道,此类通道表现出高度的钾离子选择性。其开、关、开放时间、开放概率、活动形式均受膜电位控制,不失活、不依赖钙离子、能被TEA阻断、不受4-AP(四氨基吡啶)影响,从而确定此类通道为延迟整流型钾离子通道。     

用膜片钳研究BaCl2对萝卜液泡膜SV通道的影响

用膜片钳全液泡记录方式研究了BaCl₂对萝卜(Raphanus satirus L.)慢液泡(SV)通道电流的影响. 已有研究资料表明, SV通道为阳离子选择性通道, 具有时间和电压依赖性. 细胞质钙可激活此通道, 且表现出钙依赖性. 当在电极内液中加入1 mmol/L BaCl₂时, SV通道电流被抑制; 而当不同浓度的BaCl₂加入到外液中时, 对SV通道电流的影响不同: 低浓度的钡( < 3 mmol/L) 能促进通道电流, 当BaCl₂浓度在1 mmol/L至1 mmol/L区间时,对SV通道电流的激活最强、基本上达到饱和; 而高浓度的钡 (≥3 mmol/L)对SV通道电流则表现为抑制作用. 这一结果为进一步研究钡对植物生理活动的影响以及其毒害在通道水平上提供了重要的依据.     

膜片钳在生命化学中的应用*

作为先进的电生理技术,膜片钳在生命科学研究中巳成为一种愈来愈重要的技术,特别是膜片钳与其它生化技术例如Fura-2显微荧光测钙技术,单细胞逆转录多聚酶链式反应技术等的有机结合,使其应用更加广泛。本文简要叙述了膜片钳的基本原理、常用技术及其在生命化学中的应用。     

铜离子对SV通道电流特性的影响

利用全液泡膜片钳技术, 在液泡上研究了氯化铜对钙离子激活的慢液泡阳离子通道电流特性的影响. 外液中加入氯化铜后, 在高浓度时, 抑制通道电流, 并且抑制率随浓度增大而增大, 并随电压的变化而变化; 而在低浓度时, 则促进通道电流, 对SV通道电流的促进率随着刺激电压增大而减小; 而且通道电流的激活时间常数明显减小, 且当刺激电压在20 ~ 120 mV时, 激活时间常数减小的幅度比较大; 而当大于120 mV时, 则不太明显. 这些提示SV通道上可能存在着铜离子的结合位点, 此结合位点结合铜离子后, 可能会改变通道的一些特性.     

镧对大鼠海马神经元瞬时外向钾电流和延迟整流钾电流动力学的影响

利用全细胞膜片钳技术, 在急性分离的大鼠海马锥形细胞上研究了La³⁺对快速激活与失活的瞬时外向钾电流IA和平台电流IK的影响. 结果发现, 随着细胞外液中La ³⁺浓度的增加, La ³⁺对IA的抑制率逐渐增大, 而且具有电压依赖性; 10^-5 mol/L La ³⁺可改变IA激活曲线和失活曲线的半数激活电压Vh值, 使激活曲线和失活曲线左移, 但不改变其斜率因子k值. 细胞外液中 La ³⁺对IK及其激活曲线都没有明显作用. 这可能是镧导致海马神经元异常的作用机制之一.     

镧对蚕豆叶肉细胞质膜外向钾通道作用研究

稀土元素对植物有许多生物效应,包括促进作物增产、促进种子萌发和苗期的生长等．稀土可提高植物叶绿素含量和净光合作用速率,同时提高幼苗抗旱性;La^3 还可对干旱胁迫下小麦幼苗叶片的伤害具有保护作用,然而,稀土元素对植物的这些生物效应的作用机理还不很清楚．