胰岛β细胞中钠通道对胰岛素分泌的作用

胰岛β细胞是典型的兴奋性内分泌细胞,能响应机体葡萄糖水平的升高而分泌胰岛素,其功能受损会导致胰岛素分泌异常,进而引发多种疾病的发生,尤其与糖尿病(diabetes mellitus,DM)的发生密切相关。近年来对胰岛素分泌及调控过程的研究受到越来越广泛的关注,尤其在胰岛素分泌相关的离子通道——钾离子、钙离子通道方面,取得了重要进展,但对钠通道研究较少。钠通道是广泛分布于细胞膜上、亚型众多的一类离子通道,它们通过参与动作电位形成、物质运输和胞间通讯等过程影响细胞的多种生理功能。在此,对胰岛β细胞上钠通道的种类、生理特性、功能等方面的研究进展进行综述,从而为后续胰岛β细胞钠通道的相关研究提供新思路。     

离子通道对胰岛β细胞中胰岛素分泌的调控作用

胰岛β细胞是胰岛细胞的一种,属于内分泌细胞,主要的生理功能是分泌胰岛素以应对葡萄糖水平的升高,其在维持葡萄糖稳态中起着重要作用。研究表明,胰岛素分泌受到多种机制的调控,其中包括多种离子通道。近年来,国内外学者越来越关注离子通道调控胰岛素分泌的过程。本文主要就钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道以及3种离子通道之间的相互作用对胰岛素分泌的调控进行简述,同时,简单介绍了离子通道抑制剂在糖尿病临床中的应用,并展望了离子通道研究在未来糖尿病治疗方面的潜在应用价值。     

急性分离缰核神经细胞膜上外向整流钾通道的电生理特性

钾电流参与静息电位的形成及动作电位的复极过程 ,许多神经递质通过调节Ｋ 通道的活动而影响细胞膜的兴奋性。缰核 (Ｈｂ)是连接边缘前脑至脑干背侧通路的驿站 ,参与机体活动的调节。Ｈｂ内也存在多种神经递质 ,而这些递质对Ｋ 通道活动的影响知之甚少。且关于Ｈｂ神经细胞膜上Ｋ 通道的研究主要运用分子生物学的方法 ,电生理研究较少。本实验用膜片钳的方法探讨了Ｈｂ神经细胞膜上最常见的一种Ｋ 通道的电生理特性 ,为探讨Ｈｂ内神经递质的作用机制提供基础。1　材料和方法(1 )Ｈｂ神经细胞的急性分离　将 1 0～ 2 0ｄ的ＳＤ乳鼠断头取脑 ,…     

昆虫中枢DUM神经元受体和离子通道电生理学研究进展

背侧不成对中间神经元(DUM)是一类位于多种昆虫腹神经索神经节背侧的神经元,能自发产生内源性超射动作电位。在DUM神经元细胞膜表达多种受体和离子通道,且电生理特性有别于哺乳动物中枢神经元膜上同种类型的受体和离子通道。目前已证实其细胞膜上表达K+通道、电压依赖的Na+通道、Ca2+敏感的Cl-通道、Ca2+通道、氯离子通道、乙酰胆碱受体、谷氨酸受体等多种离子通道和受体。近年来因膜片钳(patch-clamp)技术进展和对受体和离子通道研究的深入,该类神经细胞已用于杀虫剂选择性神经毒性研究和杀虫剂离体筛选。     

基于扫描离子电导显微镜负反馈扫描控制技术的高分辨率膜片钳技术

细胞膜表面精细结构中的离子通道具有重要的生理功能。为了克服目前利用光学显微镜进行微电极定位的传统膜片钳技术分辨率的不足,本实验室将扫描离子电导显微镜技术(scanning ion conductance microscopy,SICM)与商用膜片钳技术相结合,构建了基于SICM负反馈扫描控制技术的高分辨率膜片钳技术。我们首先运用SICM负反馈技术控制纳米尺度玻璃微探针进行活体细胞表面的非接触扫描,获得细胞膜表面微结构的高分辨率成像,而后运用SICM负反馈控制技术操控该微探针在细胞膜表面非接触地移动并将其精确定位于扫描成像中感兴趣的膜表面纳米尺度微结构上方,最后利用该微探针作为膜片钳记录电极实现对此微结构的高分辨率电生理信号记录。为了检验该技术实现高分辨率离子通道记录的能力,分别在活体单层膜犬肾上皮(MDCK)细胞膜的微绒毛、细胞间的紧密连接等纳米尺度微结构上进行了细胞贴附式离子通道记录,结果显示MDCK细胞膜微绒毛的离子通道在钳制电压(pipette holding potential)为-100、-60、-40、0、+40、+60、+100mV条件下处于开放状态,而MDCK细胞间的紧密连接处在钳制电压为-100、-40、0、+40、+100mV条件下未检出有离子通道开放动作。结果提示,我们构建的高分辨率膜片钳技术实现了微探针的准确定位及特定纳米尺度微结构上的高分辨率膜片钳记录,为活体生物样品表面离子通道的空间分布及其功能研究提供了一种有效的工具。     

K~ 通道的药理学及其治疗学前景可观

细胞膜上存在着对电压敏感、被Ca~(2 )激活、同受体偶合和具有一定特异性的多种类型的K~ 通道,它们已被确定为某些药物主要作用的位点。一些K~ 通道阻断剂可以促进胰腺分泌胰岛素,对抗心律失常;而K~ 通道开放剂可使多种平滑肌舒张。胰岛β细胞上的K~ 通道是一种对ATP敏感的K~ 通道。它是细胞内葡萄糖水平和由葡萄糖引起的β细胞膜电位变化的中间环节。葡萄糖在细胞内代谢产生ATP,使β细胞除极,阻断该类K~ 通道而促进胰岛素的分泌。甲糖宁等磺酰脲类的作用位点就在这类K~ 通道上,它们促进胰岛素的分泌,是一种K~ 通道阻断剂。虽然二氮嗪也作用于同类的K. 通道,但作用相反,是一种开放剂。它可通过使K` 通道开放而抑制胰岛素的释放。     

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.     

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。     

青龙藤提取物对小白鼠胰岛β细胞ATP敏感钾（KATP）通道的影响

青龙藤 (Ｂｉｏｎｄｉａｈｅｎｒｉｙｉ,ＢＨ)为萝科青龙藤属植物 ,具有活血舒筋 ,理气祛风的功能 :主治跌打损伤、下肢冷痛、风湿手足麻木、牙痛。在其它实验中我们发现青龙藤提取物可以刺激胰岛 β细胞单位放电增加 ,促进胰岛素分泌 ,使糖尿病模型大鼠血浆中的胰岛素水平由 (18.8± 2 .3)ｍｕ/Ｌ升高到 (4 3 .2± 3.5 )ｍｕ/Ｌ。已知当血糖浓度升高 ,胰岛 β细胞膜上ＫＡＴＰ通道关闭 ,引起胰岛素分泌。为探讨作用机制 ,用记录小白鼠胰岛 β细胞膜上的ＫＡＴＰ通道电流为指标 ,观察对ＫＡＴＰ通道的影响。1　材料和方法(1)细胞的分离　体…     

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