在体大鼠膜片钳全细胞记录技术初探

目的：建立在体大鼠膜片钳全细胞记录方法。方法：固定麻醉大鼠后对其顶叶皮层锥体神经元行全细胞记录。结果：成功记录到顶叶内锥体层神经元电压门控性钠离子通道电流及自发突触活动电流。结论：初步建立了在体大鼠膜片钳全细胞记录方法,但对记录的稳定性仍有待于进一步提高。     

膜片钳技术及其在抗菌肽作用机制研究中的应用

抗菌肽是广泛存在于自然界生物体内的一类具有抗微生物、抗肿瘤等活性的多肽,有关抗菌肽作用机理的研究是近年来的热点之一。膜片钳技术自发明以来演化出适合不同研究需要的多种记录模式,并成为现代膜生物学和电生理学研究的重要手段。利用该技术对跨膜离子电流的记录分析,可以对细胞膜离子通道、膜选择性通透以及通道调节机制等方面进行深入的研究。本文介绍了抗菌肽的分类、组成及理化性质,阐述了膜片钳技术在抗菌肽对细菌细胞膜作用机制研究中的应用及最新研究进展。     

海马脑片盲法膜片钳全细胞记录技术

本文较为详细地介绍了海马脑片盲法膜片钳全细胞记录技术,对其关键步骤和需要注意的问题进行了重点说明,同时对CA1区锥体神经元突触活动的特点,电压门控性Ca^2 通道以及谷氨酸（glutamate,Glu)γ－氨基丁酸（GABA）受体通道电流性质等进行了观察和分析,实验结果为采用海马脑片盲法膜片钳全细胞记录技术研究海马神经元离子通道动力学性质和中枢神经系统药物对突触活动的影响提供了可靠的依据。     

膜片钳技术及其在高等植物细胞研究中的应用与展望

本文就膜片钳技术及其在高等植物细胞研究中的应用作了介绍与回顾,并对其潜在的和广泛的应用前景作了论述。     

发育中小鼠运动皮层锥体神经元电生理特性的变化

目的:研究小鼠生后发育过程中运动皮层锥体神经元电生理特性的变化。方法:选取出生后不同发育阶段的小鼠共计36只,随机分为1、2、3周龄组(1-, 2-, 3-Week)、1、2、3月龄组(1-, 2-, 3-Month)(n=6)。应用全细胞膜片钳及生物胞素细胞内标记技术区分锥体神经元与中间神经元,同时记录各组小鼠脑片运动皮层锥体神经元的被动膜特性、动作电位(AP)及兴奋性突触后电流(sEPSCs)。结果:与中间神经元相比,小鼠运动皮层锥体神经元的AP放电特征表现为规则放电(RS),放电频率较为缓慢。小鼠运动皮层锥体神经元的被动膜特性在出生后发育期间表现为：与1周龄组小鼠相比,2周龄组的静息膜电位(RMP)表现为显著超极化(P<0.01),2周后再无明显改变;1月龄组的膜输入阻抗(R_in)呈现显著下降的趋势(P<0.01),在1月龄后无明显变化;膜电容(Cm)无明显变化。AP在发育早期的变化表现为：与1周龄组小鼠相比,3周龄组AP阈电位绝对值和幅值显著增加(P<0.01),2周龄组AP半波宽显著降低(P<0.05),在此之后无显著变化。sEP...     

膜片钳技术在昆虫毒理学研究中的应用

膜片钳技术是现代电生理研究的基本方法 ,它以细胞膜上的离子通道为研究对象。离子通道是多种杀虫剂的作用靶 ,因此作为研究离子通道基本手段的膜片钳技术在药剂神经性作用机理研究中越来越受到重视。该文综述了膜片钳技术的基本原理及其在昆虫毒理学中应用的最新研究进展     

膜片钳技术在动脉粥样硬化研究中的应用

膜片钳技术是一种先进的电生理技术,在生命科学研究中已得到了广泛的应用.最近几年已把它运用于研究动脉粥样硬化血管平滑肌细胞离子通道电生理特性的改变.研究发现血管平滑肌细胞的凋亡与K+通道活动增加有关,在动脉粥样硬化发生与发展过程中大电导型钙激活钾通道起着重要的功能作用.某些药物影响动脉粥样硬化血管平滑肌细胞离子通道而发挥作用.膜片钳技术给动脉粥样硬化发病机理研究带来了新的亮点.     

活体动物全细胞记录技术及其应用

活体动物全细胞记录技术不仅可以用于研究感觉系统对自然刺激（如视觉系统的光刺激、听觉系统的声音刺激等）反应的特性和规律,还可以较准确地记录细胞的突触电位（包括阈下反应）,实现EPSP和IPSP的相对分离,并实现活体细胞内灌流,从而进一步研究感觉信息的处理机制。本文较为详细地介绍了在活体动物上进行全细胞记录的方法,包括一些技术细节和关键仪器设备的选取原则,举例说明了该技术在视觉系统研究和体感系统研究中的应用,并讨论了这一方法在神经科学中的应用前景。     

膜片钳技术的新进展及其在药物高通量筛选中的应用

作为先进的细胞电生理技术,膜片钳一直被奉为研究离子通道的“金标准”。应用膜片钳技术可以证实细胞膜上离子通道的存在并能对其电生理特性、分子结构、药物作用机制等进行深入的研究。基因组学、蛋白质组学研究表明,以离子通道为靶标的药物研究在未来具有很大的发展空间。为了突破由于筛选技术所造成的针对离子通道为靶标的药物研发的瓶颈,近年来,对膜片钳技术进行了改进以适合药物高通量筛选的需求,由此产生了一些新的技术。本文就最近几年膜片钳技术的新进展及其在药物高通量筛选中的应用进行了综述。     

膜片钳技术及其在神经科学研究中的应用

随着细胞电生理学的快速发展,膜片钳技术成为研究离子通道最重要的手段。它被广泛地应用于细胞生物学、分子生物学、病理学、药理学、医学等领域,其中,膜片钳技术在神经科学中的应用,是一场具有重大意义的变革。     

二性霉素B与β-escin混合穿孔电极液在人心房肌细胞SK2电流记录中的应用

目的:为研究钙离子对人心房肌细胞小电导钙激活钾通道电流(ISK2)的调节作用,建立用二性霉素B(amphotericin B)与β-escin穿孔的膜片钳(PPR)技术。方法:体外循环术中取得右心耳,应用急性酶分离获得单个人体心房肌细胞,用二性霉素B和/或β-escin作为穿孔电极液,进行穿孔膜片钳实验,在此模式下测试钙离子对人心房肌细胞SK2电流的调控作用,并用胞内钙测试系统验证穿孔前后胞内钙变化。结果:混合使用穿孔电极液6.88μg/mlβ-escin和150μg/ml二性霉素B与单独用150μg/ml二性霉素B或6.88μg/mlβ-escin相比,前一种方法细胞容易封接,能形成稳定的穿孔膜片钳记录模式,可观察到SK2电流有激活,且胞内钙测试系统检测时可观察到穿孔后电极液至细胞内的游离钙离子浓度的增加,F340/380增强。结论:适当浓度的二性霉素B与β-escin混合使用进行穿孔膜片钳实验是一种稳定的全细胞膜片的记录技术,可以用于胞内游离钙离子对SK2电流调控的研究。     

5—HT对大鼠新鲜分离DRG神经元GABA激活电流的调制作用

本实验在新鲜分离的大鼠背根神经节（ＤＲＧ）细胞上应用全细胞膜片钳技术,观察５－ＨＴ对ＧＡＢＡ激活电流的调制作用。结果发现,绝大多数细胞（４９／５４）对ＧＡＢＡ（１０－８～１０－３ｍｏｌ／Ｌ）产生浓度依赖性的内向电流,并有明显的去敏感现象。在多数细胞预加５－ＨＴ（１０－７～１０－４ｍｏｌ／Ｌ）,ＧＡＢＡ激活电流受到明显抑制,抑制率分别为３．０％,１３．５％,１９．７％,２４．７％,５９．１％。５－ＨＴ（１０－７～１０－４ｍｏｌ／Ｌ）本身在部分细胞（２４／４０）可引起浓度依赖性的内向电流,部分细胞（１２／４０）未检测到膜电流,少数细胞（４／４０）可引起微弱的外向电流。此结果提示５－ＨＴ可能作用于初级传入终末,抑制ＧＡＢＡ引起的初级传入去极化从而调节ＧＡＢＡ的突触前抑制效应     

Fused cells of frog proximal tubule: I. Basic membrane properties

Summary Patch-clamp techniques were used to study a K channel in the cell membrane of MDCK cells. This cell line derives from the kidney of a normal dog, presumably from the distal nephron, a region involved in potassium secretion. The cells were cultured in confluent monolayers and approached from the apical side. The K channel we describe is Ca²⁺ and voltage activated, has a conductance of 221±7 pS, and can be inhibited by 10mm tetraethylammonium and by 1mm quinidine, but not by 4-aminopyridine, nor by 1mm Ba²⁺ added to the outer side. Using the whole-cell configuration, we find that most of the cationic conductance of the membrane is constituted by a K-specific one (maximum K conductance 32.1±3.9 nSvs. a leak conductance of 1.01±0.17 nS). Comparisons of the maximum K conductance with that of a single K channel indicates that an MDCK cell has an average of 145 such channels. The membrane capacity is 24.5±1.4 pF.     

基于成串刺激计算立即释放囊泡池（RRP）大小的改进方法

突触囊泡的立即释放囊泡池（RRP）概念已被广泛用于突触传递的分析. 基于这些囊泡池中囊泡性质是均匀的假设,通过外推成串刺激累积诱发的突触后兴奋性电流,已经开发了几种确定RRP大小的方法. 然而,使用不同刺激频率确定这些成串刺激得到的RRP大小结果不同. 这种频率依赖性显示了这些估算方法的不完备性,与RRP的定义相矛盾. 因此,我们提出了基于成串刺激计算RRP大小的改进算法. 假设RRP的填充率正比于RRP释放的部分,并且矫正RRP的未使用部分,给出RRP释放过程的完整数学描述,得到具体的解析结果. 与已知的两种常用方法做比较,该方法很好地描述了RRP的释放和填充过程,得到了比较良好的RRP大小和囊泡释放概率大小的评估. 该方法不受刺激频率的条件限制,可以很好地适用于不能给予高频刺激的细胞.     

甲硫—脑啡肽对大鼠DRG分离神经元ATP—激活内向电流的抑制

本研究探讨了甲硫-脑啡肽(met-Enk)对ATP-激活电流(IATP)的调制作用.实验在大鼠新鲜分离背根神经节(DRG)神经元上进行.应用全细胞膜片钳技术所记录的IATP为内向电流.在被检测的DRG神经元中,90.0%(45/50)的细胞对ATP有反应.在45个对ATP敏感的细胞中对大部分细胞(29/45)施加met-Enk(10-9～10-5mol/L)也引起一内向电流;少部分细胞(9/45)为外向电流;其余的细胞(7/45)未引起可检测的膜反应.预加met-Enk后IATP明显地被抑制,此种抑制作用为剂量依赖性的.在预加10-9、10-8、10-7、10-6、10-5mol/Lmet-Enk后,IATP的抑制分别为13.2±5.4%(n=5)、39.2±8.6%(n=8)、54.1±8.6%(n=8)、43.3±7.9%(n=7);43.1±7.9%(n=7)(mean±SKM).阿片肽拮抗剂纳洛酮能翻转此种抑制效应.IATP的量-效关系表明,预加met-Enk后曲线明显压低,在浓度为10-3mol/L时IATP下降约25%,而Kd值几乎不变.应用二次钳压技术胞内透析H-9(PKA抑制剂)能取消此种抑制作用.上述结果提示met-Enk对IATP的抑制效应为非竞争性抑制作用,可能是由于阿片受体激活后,经相应的胞内信号转导途径使ATP受体磷酸化所致.     

虎纹捕鸟蛛毒素虎纹毒素-III对美洲蜚蠊神经细胞电压门控离子通道的影响

HWTX-III是从中国虎纹捕鸟蛛Ornithoctonus huwena粗毒中分离纯化到的一种昆虫神经多肽。通过应用全细胞膜片钳技术研究了HWTX-III对美洲蜚蠊Periplaneta americana神经细胞电压门控离子通道的影响。发现HWTX-III特异性地抑制美洲蜚蠊背侧不成对中间(dorsal unpaired median, DUM）神经细胞的电压门控钠通道(IC50≈1.106 μmol/L),而对电压门控钾通道没有明显的影响。HWTX-III通过一种新型的不同于其他蜘蛛毒素的机制抑制昆虫电压门控钠通道,它不影响通道的激活与失活动力学,也不明显地漂移稳态失活曲线。HWTX-III对昆虫神经细胞电压门控钠通道的特异性与新型作用机制为研究电压门控钠通道分子结构的多样性以及开发新的安全的杀虫剂提供有用的工具。     

咖啡因对大鼠背根神经节急性分离神经元GABA-激活电流的抑制作用

应用全细胞膜片钳记录技术,在大鼠新鲜分离背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)神经元上,观察预加咖啡因对GABA-激活电流(IGABA)的调制作用。实验中,大部分受检细胞(97．4％,l13／116)对外加GABA敏感。1-1000μmol／L GABA引起一剂量依赖性、有明显上敏感作用的内向电流。在受检的108个DRG细胞中,约有半数(53．7％,58／108)对胞外加咖啡因(0．1-100μmol／L)敏感．产生一幅值很小的内向电流。倾加咖啡因(0．1～100μmol／L)30s后再加GABA能明显抑制GABA(100μmol／L)激活电流的幅值。预加咖啡因后GABA量效曲线明显下移;GABA-激活电流的最人值较之对照下降约57％;而Kd值(30μmol／L)几乎不变,表示此种抑制为非竞争性的。预加安定(diazepam,1μmol／L)对GABA(100μmol／L)激活电流有增强作用,而预加咖啡因(10μmol／L)有拈抗安定增强IGABA的作用。胞内透析H-8后,几乎可以完全消除咖啡因对,IGABA的抑制作用。已知GABA作用于初级感觉神经元能引起初级传入去极化,因而实验结果提示,咖啡因有可能在初级传入末梢产生对抗突触前抑制的效应。     

利用膜片钳技术标记脑片神经元的方法

目的:介绍一种利用膜片钳技术标记脑片神经元形态的方法.方法:利用振动切片机切好实验目标部位的脑片,用含有NeurobiotinTM Tracer的电极内液灌注玻璃微电极,并进行全细胞膜片钳记录;实验结束后将脑片先用4％多聚甲醛固定、漂洗,再用含有Streptavidin-Texas Red和Triton X-100的P...     

蝎毒耐热蛋白对大鼠急性分离海马神经元兴奋性的影响

应用全细胞膜片钳记录技术在电流钳模式下观察经持续高温等特殊处理后分离纯化的30～50 kDa蝎毒耐热蛋白(scorpion venom heat resistant protein,SVHRP)(国家发明专利,专利号ZL01 106166.92)对急性分离大鼠海马神经元兴奋性的影响.结果发现SVHRP可致海马神经元兴奋性降低.神经元经1×10-2 μg/mL SVHRP处理后动作电位发放模式改变,发放频率减少.在52个受检细胞中,有45个细胞产生位相放电(占86.54%);7个细胞产生重复放电(占13.46%).在产生位相放电的45个细胞中,有8个细胞在SVHRP处理后仍可以诱发出位相放电(占17.78%);37个细胞在SVHRP处理后无法诱导出位相放电(占82.22%),SVHRP处理后动作电位的产生与处理前相比,有显著差异(P＜0.01,n=45);在产生重复放电的7个细胞中,在1×10-2μg/mL SVHRP作用后均不能再次诱发出重复放电,而是产生一个动作电位或不再产生动作电位,药物处理前产生的动作电位个数为14.57±1.00,SVHRP处理后产生动作电位的个数为0.57±0.20,二者之间有显著性差异(P＜0.01,n=7).1×10-4 μg/mLSVHRP处理后,诱发动作电位产生的基强度由(75.10±8.99)pA增加到(119.85±12.73)pA(P＜0.01,n=8);阈电位由(-41.17±2.15)mV升至(-32.40±1.48)mV(P＜0.01,n=8);动作电位峰值由(68.49±2.33)mV下降至(54.71±0.81)mV(P＜0.01,n=8).由于神经元超兴奋性被认为是癫痫发作的基本机制之一,因此上述结果表明SVHRP有可能通过降低海马神经元兴奋性发挥其抗癫痫作用,这为蝎毒药物的进一步开发提供理论依据.