白介素1β抑制培养的大鼠皮层神经元钠电流峰值和动作电位幅度

白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)是重要的促炎细胞因子,在中枢神经系统的生理学和病理学过程中发挥关键作用。电压门控钠通道是可兴奋细胞电学活动的基础,控制神经元的兴奋性和动作电位。最近的研究又显示了IL-1β与电压门控通道之间的相互作用。为考察中枢神经元中IL-1β与电压门控钠通道之间的相互作用,本研究使用10ng/mL的IL-1β处理培养的大鼠皮层神经元24h,通过电压钳技术测定电压门控钠电流,结果表明IL-1β处理抑制钠电流幅度,但不改变其激活和失活性质。与电压钳记录结果相一致,电流钳记录表明IL-1β降低动作电位幅度但不影响阈值。这些结果显示长时间的IL-1β处理可以抑制电压门控钠电流,这种抑制作用减小了动作电位幅度,这可能改变神经元的电学性质、突触传导等基本功能,并提示了IL-1β在神经系统损伤和疾病中作用的新的思路。     

白介素1β对大鼠皮层神经元钠电流的急性作用

白介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)是重要的促炎细胞因子,在多种中枢神经系统的损伤和疾病过程中发挥关键作用。电压门控的钠通道是神经元中最重要的离子通道之一,是产生再生性动作电位的基础,决定了神经元的兴奋性等电学性质,也与多种中枢疾病过程相关。然而,现在还没有直接关于IL-1β与中枢钠通道的相互关系的研究。在该研究中,使用全细胞膜片钳记录测定了IL-1β对培养的皮层神经元钠电流的急性作用,并分析了由此对动作电位的影响。结果显示,IL-1β对钠电流幅度只有较小的抑制,而显著降低钠通道的半激活电压,不改变激活的斜率因子和失活性质,这个作用引起动作电位阈值显著降低。这些结果提示在损伤和疾病过程中,快速释放的IL-1β可能会增加神经元兴奋性,从而恶化神经损伤过程。     

电压门控钠通道的β亚基调控机制

电压门控钠通道是细胞电兴奋的重要分子基础,由一个α孔道亚基和单个或多个β辅助亚基构成。β亚基以直接与钠通道α亚基结合或以细胞粘附分子方式,组合或单独调节α亚基的表达定位及门控特性。因此,β亚基与α亚基不同亚型的细胞特异性表达组合,是神经元内在特性的内源性调控机制之一。本文基于钠通道β亚基不同亚型差异表达与功能的多样性调控,解析疼痛、癫痫等通道病发生发展的β亚基相关机制,以期为靶向电压门控钠通道的临床诊疗和新药发现提供新策略。     

电压门控钠通道结构与功能的适应性进化

电压门控钠通道是细胞兴奋性的重要分子基础,在进化演变中远早于神经元。伴随从细菌到脊椎动物的适应性演变,电压门控钠通道逐渐呈现出复杂的结构、功能和亚型多样性,且与诸多人类疾病密切相关。明确电压门控钠通道时空演变的适应性进化,解析电压门控钠通道的功能和结构多样性与人类重大疾病发生机制的相关性,有助于推进电压门控钠通道靶向临床诊疗新策略和新药的发现。     

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。     

电压门控钠离子通道β4亚基的研究进展

电压门控钠离子通道由一个功能性的α亚基孔道蛋白和几个起辅助作用的β亚基组成。已知的4种β亚基共同调节钠离子通道的功能,并且在控制神经兴奋性、细胞黏附、迁移等方面发挥重要作用。其中β4亚基是钠离子通道的阻遏蛋白,可以诱导产生复苏电流。当β4亚基在基因或蛋白质水平表达异常时,会导致多种疾病的发生,如神经退行性疾病、长QT综合征等。我们简要综述了β亚基的结构与功能、各β亚基之间的关系、β亚基异常表达与相关疾病,以及β亚基与钠通道抑制剂的相互作用,并对β4亚基的研究发展方向予以评述。     

乌拉坦对大鼠海马CA1神经元电压门控钠通道和动作电位的作用

乌拉坦对兴奋性和抑制性配体门控通道具有广泛的可检测的作用.作者运用全细胞膜片钳技术研究乌拉坦对wistar大鼠海马CA1神经元电压门控钠通道和动作电位的作用.结果发现乌拉坦可逆并剂量依赖性地抑制钠电流和动作电位,其中,在10mmol/L浓度时可减小钠电流强度达38%,使激活曲线向去极化方向移动,并延长钠通道失活后的恢复时间,降低动作电位的幅值.这些结果表明乌拉坦对电压门控钠通道的抑制作用可能是乌拉坦全身麻醉作用的机制之一.     

电压门控性钾通道的结构和调控机制

电压门控性K 通道是由4个相同亚单位构成的四聚体通道,其中每个亚单位都含有1个电压感受器,并且4个亚单位合起来组成1个中央孔.电压门控性通道蛋白具有3种主要功能,一是离子通透功能,二是门控蛋白构象改变,三是门控与感知机制的偶联.通道具有高通透速率和高选择性,通过构象改变的门控机制有3种,一是S6束交叉门控,二是球链门控,三是选择性滤器的门控.     

白介素1β对培养的大鼠皮层神经元钙通道电流的抑制作用

白细胞介素1β（IL-1β）是重要的促炎细胞因子,在中枢神经系统（CNS）中发挥广泛的生物学功能。在病理条件下,细胞膜上电压门控钙通道的变化与疾病发展过程密切相关。虽然IL-1β和钙通道都在脑损伤和脑疾病过程中发挥重要作用,但目前还很少有两者之间相互关系的研究报道。该研究使用了培养的大鼠胎鼠皮层神经元和膜片钳记录技术,研究了长时间的IL-1β处理对电压门控钙通道电流的作用。结果表明,IL-1β在10和50 ng/mL剂量下都可以抑制钙电流,这种抑制作用具有时间和剂量依赖性的模式,并且不改变钙通道的激活性质。     

N-甲基-D-门冬氨酸受体通道复合体

N-甲基-D门冬氨酸(NMDA)受体通道复合体不同于一般的递质门控或电压门控的离子通道,而是兼有递质门控与电压门控双重特征。该受体通道有四种以上不同的电导水平,因而可能是多个受体亚型结合的一个复合的分子实体。NMDA受体通道的开放可引起钠、钾、钙离子内流。已经发现NMDA受体通道与长时程突触增强,癫痫等脑活动有关。     

海南捕鸟蛛毒素-IV对大鼠背根神经节细胞钠通道的抑制影响(英文)

海南捕鸟蛛毒素 IV(HNTX IV)是从中国捕鸟蛛Seleconosmiahainana粗毒中分离得到的一种肽类神经毒素 ,在成年大鼠背根神经节 (DRG)细胞上观察了该毒素对电压门控钠通道的影响。在全细胞膜片钳条件下 ,HNTX IV能明显抑制哺乳动物神经性河豚毒敏感型 (TTX S)钠电流 ,但不影响河豚毒不敏感型 (TTX R)钠电流。HNTX IV对DRG细胞TTX S钠电流的抑制作用具有浓度依从性 ,其有效半抑制浓度 (IC50 )为 44 .6nmol/L。该毒素不影响DRG钠电流的激活与失活时间特征 ,但能导致钠通道的半数稳态失活电压向超极化方向漂移约 10 .1mV。结果表明HNTX IV是一种新型的蜘蛛毒素 ,其影响电压门控钠通道的机制可能有别于那些结合于通道位点 3来延缓钠电流失活时间特征的蜘蛛毒素如δ 澳洲漏斗网蛛毒素、μ 美洲漏斗网蛛毒素I VI等。     

钠离子通道与蜜蜂狄斯瓦螨对氟胺氰菊酯的抗性机理

狄斯瓦螨Varroadestructor是全世界蜜蜂最严重的寄生虫 ,目前 ,它对主要防治药物———拟除虫菊酯类的氟胺氰菊酯已产生明显抗性 ,严重影响其防治效果。近年来神经生理学研究结果证实 :电压门控的钠离子通道是拟除虫菊酯作用的位点。钠通道结构的改变 ,是拟除虫菊酯类杀虫剂毒理的主要基础 ,也是产生抗药性的基础。该文介绍了近年来国内外研究电压门控钠离子通道、拟除虫菊酯对钠通道的作用、钠通道与拟除虫菊酯的抗性和狄斯瓦螨对氟胺氰菊酯抗性机理研究的新进展     

血竭及其成分龙血素B对背根神经节细胞河豚毒素敏感型钠通道电流的影响

应用全细胞膜片钳技术在急性分离的大鼠背根神经节细胞上观察血竭及其成分龙血素B对河豚毒素敏感型电压门控性钠通道电流的影响. 结果发现, 血竭和龙血素B对河豚毒素敏感型钠通道电流峰值均有浓度依赖的抑制作用, 高浓度的血竭(0.05%)和龙血素B(0.02 mmol/L)使河豚毒素敏感型钠通道电流峰值偏移, 并电压依赖性地影响通道的激活和失活过程. 以上结果表明, 血竭对河豚毒素敏感型钠通道电流的影响主要是其成分龙血素B作用的结果. 血竭的镇痛作用可能部分是通过其成分龙血素B直接干预初级感觉神经元电压门控性钠通道, 阻碍痛觉信息传入而产生的.     

急性分离大鼠新皮质神经元ATP敏感钾通道的双闸门控机制与多样性

经典的观点将离子通道分为化学门控(配体门控)和电压门控两型,在研究ATP敏感钾(K-ATP)通道过程中,发现一类同时受化学物质和电压双重门控的K-ATP通道.再次证明最近提出的这种“双闸门控机制,并发现K-ATP通道具有多样性或异质性.实验在40.21%的急性分离大鼠神经元上,共记录到3组激活阈值和电压敏感性不同的K-ATP通道,并对第3组80-pS通道(n=15)进行了详细研究.结合现有资料,认为体内存在相当多样的K-ATP通道,其中一类通道受化学物质和电压双重门控.K-ATP通道的这些特点与其生理与病理生理功能密切相关.     

电压门控钠离子通道疾病的研究进展

细胞膜上的电压门控钠离子通道（Voltage-gated Sodium Channels,VGSCs）是细胞形成动作电位过程中重要的组成构件,由一个大的α亚基和一个或多个不同的β亚基组成,中央是具高度选择性只允许钠离子通过的亲水通道。电压门控钠离子通道在调节细胞膜电位、维持细胞离子稳态、细胞增殖和凋亡等生理过程中发挥着重要作用,因而钠离子通道自身的异变或是相关基因的变异都可能引起一系列身体病变。本文主要介绍了电压门控钠离子通道的结构与功能,阐述了其与癌细胞侵袭转移和神经病理性疼痛的关系,并介绍了几种典型的由钠离子通道基因变异引起的疾病。随着对电压门控钠离子通道及其异常分子机制研究的不断深入,新成果将为生理学、药理学和病理学等领域的研究提供理论基础和新的研究思路,为离子通道疾病的临床预防、诊断与治疗找到新途径。     

烟碱对脑钾、钠和钙通道表达的调节作用

目的:利用基因表达芯片检测反复摄取烟碱对大鼠脑内钾、钠和钙通道基因表达的调节作用.方法:大鼠每天两次皮下注射烟碱(1.2 mg/kg),连续用药两周后取全脑,提取RNA,逆转录合成cDNA,转录合成生物素化RNA,并将其片断化后与芯片杂交,对荧光信号扫描分析.结合RT-PCR方法对芯片分析结果进行验证.结果:反复摄入烟碱,大鼠脑内钾、钠和钙通道的基因表达均发生变化:电压依赖性K 通道中外向整流K 通道和Ca2 激活的K 通道表达下调,而Kv2.3r等电压依赖性K 通道表达上调;电压依赖性Na 通道中β2亚基表达增加,而α和β1亚基基因表达减少;电压依赖性Ca2 通道的β3亚基基因表达增加.结论:反复摄取烟碱诱导脑N受体失敏时,可引起相关钾、钠和钙通道基因表达发生改变.     

海南捕鸟蛛毒素-Ⅵ，一种新型的抑制昆虫电压门控钠通道失活的狼蛛神经毒素

通过阳离子交换和反相HPLC柱层析从海南捕鸟蛛（Ornithoconus hainana）粗毒中分离到一种新型的神经毒素,海南捕鸟蛛毒素-Ⅵ(HNTX-Ⅵ), 由34个氨基酸残基组成,含有6个保守的半胱氨酸残基. 运用全细胞膜片钳技术,研究了HNTX-Ⅵ对电压门控钠通道的影响.先前从海南捕鸟蛛粗毒中分离到的几种毒素,具有抑制哺乳动物钠通道激活的特性.本文研究结果表明,HNTX-Ⅵ能以类似于δ-atractoxins作用方式延缓蜚蠊背侧不成对中间(dorsal unpaired median,DUM）神经细胞的钠通道的失活,且导致钠通道稳态失活变得不完全,在预钳制电压大于-55 mV时形成不完全失活结构. HNTX-Ⅵ的这种新的功能不仅为探索钠通道的门控机制提供了有用的工具,也为开发新的安全的杀虫剂提供理论基础.     

与秀丽隐杆线虫氯离子通道CLH-1相互作用蛋白的构建:GFP-Trap技术和质谱分析(英文)

氯离子通道是一类分布广泛的阴离子选择性通道家族蛋白,在细胞容积维持、细胞质内pH调节、蛋白运输、细胞迁移、增殖及分化等重要生理过程中扮演着多种角色。然而,目前有关其功能调控研究较少。本研究构建了表达电压门控氯离子通道CLH-1融合绿色荧光蛋白(CLH-1::GFP)的转基因线虫。CLH-1::GFP主要表达在线虫头部神经元和身体后部肠道细胞中。利用最近发展起来的捕获GFP的GFP-Trap技术,从转基因线虫裂解液中捕获了可能调控氯离子通道CLH-1功能的相互作用蛋白。通过质谱鉴定,共有27个蛋白和CLH-1::GFP一起被捕获下来。生化实验显示其中真核生物延伸因子1(EEF-1)与CLH-1蛋白直接相互作用;并且,在和EEF-1共表达的情况下,CLH-1的蛋白水平显著上调。本结果表明利用线虫表达氯离子通道GFP融合蛋白,结合GFP-Trap和质谱分析技术,可以识别和电压门控氯离子通道相互作用蛋白,同时也表明EEF-1可以调控线虫CLH-1通道功能。     

分析药物相互作用的方法在中药研究中的应用

目的研究血竭中的成分剑叶龙血素A和剑叶龙血素B联合应用于大鼠背根神经节细胞膜河豚毒素不敏感型电压门控性钠通道时所产生的相互作用,并对用来研究药物相互作用的两种方法进行比较.方法用Loewe Additivity模型和Creco等人提出的universal response surface approach（URSA）来分析剑叶龙血素A和剑叶龙血素B抑制上述通道电流时所产生的相互作用.结果反映药物相互作用强度的参数在Loewe Additivity模型中CI以及URSA中的d在本文中CI=1.35（95%置信区间：1.29～1.42）、a=-1.08（95%置信区间：-1.16～-0.98）.结论剑叶龙血素A与剑叶龙血素B在抑制上述通道电流时存在拮抗作用;URSA比Loewe Additivity模型能更客观的反映药物相互作用的程度,且URSA可描述联合药物的量效关系.     

电压门控钠通道的变异与机体疾患

通道病理学是当今国际学术发展中一门新兴学科。本文将针对有关电压门控钠通道的变异所导致的机体疾患,如高血钾性周期性麻痹,先天性肌强直等骨骼肌疾患,ＬＱＴ３,原发笥心室纤颤等心脏病及其所涉及的钠通道突变体,通道的突变位点和电生理性质等一些研究资料与进展作一概括介绍。