听毛细胞钙信号转导及其与细胞能动性的关系

应用激光扫描共聚焦显微镜和ｆｌｕｏ－３／ｆｕｒａ－ｒｅｄ双重荧光标记法,研究豚鼠耳蜗分离外毛细胞钙信号转导及其与细胞能动性的关系。外毛细胞（ｏｕｔｅｒｈａｉｒｃｅｌ,ＯＨＣ）受药物或机械刺激后,其钙信号起源于一侧质膜,可形成钙波传向全细胞,对其中１个ＯＨＣ测得传播速度为０．０２５－０．０４７μｍ／ｓ。钙信号转导过程中各亚细胞区域游离钙浓度增加幅度不同。胞内游离钙增高时伴有细胞长度变化,缩短者占６／１０,伸长者占４／１０。对照组（不予刺激且胞内游离钙无变化者）３个外毛细胞中,缩短者２个,长度无变化者１个。实验表明,听毛细胞受刺激后可产生钙波,钙信号具有不均匀性,外毛细胞的钙依赖慢运动表现为细胞伸长,细胞缩短则在胞内游离钙浓度升高或保持于静态基准浓度时均可发生。     

双重荧光染色监测听毛细胞游离钙

豚鼠耳蜗分离外毛细胞经fluo-3和fura-red染色后,用激光扫描共聚焦显微镜监测其胞内游离钙的空间分布和动态变化,以fluo-3/fura-red荧光比值大小指示游离钙浓度的高低。外毛细胞胞内游离钙呈不均匀分布,荧光比值分别为细胞质1.71±0.85,质膜1.61±0.75,表皮板1.47±0.65及胞核1.39±0.66,显示细胞质游离钙浓度最高而胞核游离钙浓度最低。静息状态下连续扫描时荧光比值变化小于0.1,而在受到机械刺激后荧光比值增加幅度达0.3—1.2。实验结果表明,fluo-3和fura-red双发射比例法能更准确反映听毛细胞胞内钙的空间分布和动态变化,第二信使钙可能参与了听毛细胞的机械-电换能过程,研究了换能过程中听毛细胞钙信号的时空模式。     

丁胺卡那霉素对耳蜗外毛细胞运动及胞内游离钙的影响

本文运用连续录像手段和荧光测钙技术研究丁胺卡那霉素对离体耳蜗外毛细胞运动及胞内游离钙浓度的影响。结果显示：（１）正常状态下外毛细胞内游离钙的荧光比值为１．３９±０．０９（ｘ±ｓｘ,ｎ＝１５）;从等渗环境进入低渗环境外毛细胞变短变粗（Ｐ＜０．０５,ｎ＝７。（２）丁胺卡那霉素（６．６７ｍｇ／ｍｌ）可使外毛细胞胞膜皱缩内陷,局部直径明显变细（Ｐ＜０．０１,ｎ＝１９）,即使在低渗环境中也难以恢复原状。（３）丁胺卡那霉素（３．２３ｍｇ／ｍｌ）可瞬间降低细胞内钙离子浓度,使荧光比值降低１４．６８±２．０５％（Ｐ＜０．０１,ｎ＝１２）。提示丁胺卡那霉素的耳毒性作用机制可能通过降低细胞内游离钙浓度,进而影响外毛细胞钙依赖性的“慢能动性”运动     

豚鼠耳蜗离体外毛细胞的膜电位和离子电流

利用膜片钳技术对分离的豚鼠耳蜗外毛细胞进行了研究,结果表明：（１）新分离的正常ＯＨＣ呈术状,胞膜光滑,胞核位于底部,静纤毛由顶端表皮板伸出,４小时内形态无明显变化。（２）全细胞电压钳记录结合通道阻断剂实验表明,ＯＨＣ膜电流主要由电压依赖性钾离子流组成。（３）利用全细胞记录方式得到的ＯＨＣ静息电位值为－２６±９ｍＶ．     

豚鼠耳蜗离体外毛细胞的膜电位和离子电流

利用膜片钳技术对分离的豚鼠耳蜗外毛细胞(OHC)进行了研究,结果表明:(1)新分离的正常OHC呈柱状,胞膜先滑,胞核位于底部,静纤毛由顶端表皮板伸出,4小时内形态无明显变化.(2)全细胞电压钳记录结合通道阻断剂实验表明,OHC膜电流主要由电压依赖性钾离子流组成.(3)利用全细胞记录方式得到的OHC静息电位值为-26±9mV((?)±SD,n=10).     

听毛细胞钙信号转导及其与细胞能动性的关系

应用激光扫描共聚焦显微镜和ｆｌｕｏ－３／ｆｕｒａ－ｒｅｄ双重荧光标记法,研究豚鼠耳蜗分离外毛细胞钙信号转导及其与细胞能动性的关系。外毛细胞受药物或机械刺激后,其钙信号起源于一侧质膜,可形成钙波传向全细胞,对其中１个ＯＨＣ测得传播速度为０．０２５－０．４７μｍ／ｓ。     

用共聚焦显微镜观察ACh及ATP对豚鼠耳蜗外毛细胞Ca^2＋的调控

用激光扫描共聚焦显微镜研究了一般公认的耳蜗传出神经递质乙酰胆碱（ＡＣｈ）和三磷酸腺苷（ＡＴＰ）对豚鼠耳蜗外毛细胞（ＯＨＣｓ）胞内游离Ｃａ＾２＋浓度（Ｃａ＾２＋）的作用,ＯＨＣｓ用Ｃａ＾２＋敏感荧光染料Ｆｌｕｏ－３着色,胞内Ｃａ＾２＋的分布以细胞底部稍强。ＡＣｈ在ＯＨＣ底部引起Ｃａ＾２＋的缓慢上长并维持在一个较高水平。ＡＴＰ在整个ＯＨＣ引起一个急剧的Ｃａ＾２＋升高,升高幅度在ＯＨＣ顶部最大。随着ＡＴ     

耳蜗外毛细胞的几种分离方法的比较及形态学观察

目的:比较几种耳蜗外毛细胞的分离方法及其形态学观察.方法:分别采用三种方法分离耳蜗外毛细胞,并进行了光镜下及耳蜗铺片硝酸银染色下的形态学观察.结果:三种分离方法均可分离出活性良好的耳蜗外毛细胞(OHC); 耳蜗铺片硝酸银染色观察到耳蜗外毛细胞的形态和分布状况.结论:成功地分离出单离的活性良好的耳蜗外毛细胞,这对于深入研究它们的正常生理功能及某些病理状态下的功能及形态变化意义重大.     

豚鼠I型前庭毛细胞胆碱能受体通道特性

本文旨在探讨豚鼠I型前庭毛细胞上有无胆碱能受体存在,并对其相应的离子通道特性进行研究。应用全细胞膜片钳技术检测急性分离的豚鼠I型前庭毛细胞对乙酰胆碱（acetylcholine,ACh）的反应。结果显示,7．5％（21／279）的I型前庭毛细胞对10-1000μmol／L ACh敏感,引发明显的外向电流。该电流对ACh的反应呈浓度依赖性,半数激活浓度（EC50）为（63.78±2．31）μmol／L,但该电流为非电压依赖性。在-50mV钳制电压和正常细胞外液中,100μmol／L ACh激活-持久缓慢的外向电流,电流幅值为（170±15）pA,该电流幅值依赖于胞外钙离子浓度,可被胞外给予的钙依赖性钾通道拮抗剂TEA阻断。I型前庭毛细胞的再次激活时间不小于1min。长时间暴露在ACh的情况下,受体离子通道不会发生自发性关闭。以上结果提示,部分豚鼠I型前庭毛细胞上存在胆碱能受体,胞外给予ACh可激活-持久缓慢的外向电流,其胆碱能受体通道对于ACh的作用呈浓度依赖性和外钙依赖性、非电压依赖性或失敏性。本研究结果对于阐明前庭传出神经的功能及其作用机制,证实并揭示I型前庭毛细胞上存在传出神经递质受体以及日后临床指导眩晕疾病的康复治疗具有重要的意义。     

利诺吡啶对豚鼠耳蜗外毛细胞和Deiters细胞钾电流的抑制

为探讨KCNQ家族钾通道在耳蜗外毛细胞和Deiters细胞的功能性表达,我们观察并记录了KCNQ家族钾通道阻滞剂利诺吡啶对豚鼠耳蜗单离外毛细胞(outer hair cells,OHCs)和Deiters细胞总钾电流的影响。采用酶孵育加机械分离法分离豚鼠耳蜗单个OHCs和Deiters细胞：运用膜片钳技术,在全细胞模式下记录正常细胞外液中8个外毛细胞和5个Deiters细胞的总钾电流,并观察100μmol／L和200μmol／L利诺吡啶对外毛细胞和Deiters细胞总钾电流的影响。结果观察到,在正常细胞外液中的单离外毛细胞,可记录到四乙基二乙胺敏感的外向性钾电流和静息膜电位附近激活的内向性钾电流(the K^ current activated at negative potential,IKa)两种钾电流,而在单离Deiters细胞中只记录到外向整流性钾电流。在细胞外液中,加入100μmol／L利诺吡啶后,OHCs中的四乙基二乙胺敏感的钾电流峰电流成分被抑制,稳态电流幅值减小,且电流的失活时问常数明显延长;在细胞外液中加入100μmol／L和200μmol／L利诺吡啶后,OHCs的内向性钾电流IKa被完全抑制;而细胞外液中利诺吡啶终浓度为200μmol／L时,Deiters细胞的外向整流性钾电流幅值无明显变化。由此我们推测,KCNQ家族钾通道存在于豚鼠耳蜗外毛细胞,其介导的钾电流是四乙基二乙胺敏感的钾电流的组成部分,并构成全部的IKn,其功能是介导细胞内K^ 外流和防止细胞过度去极化;KCNQ家族钾通道不存在于豚鼠耳蜗Dciters细胞。     

豚鼠Ⅰ型前庭毛细胞胆碱能受体通道特性

本文旨在探讨豚鼠Ⅰ型前庭毛细胞上有无胆碱能受体存在,并对其相应的离子通道特性进行研究.应用全细胞膜片钳技术检测急性分离的豚鼠Ⅰ型前庭毛细胞对乙酰胆碱(acetylcholine, ACh)的反应.结果显示,7.5%(21/279)的Ⅰ型前庭毛细胞对10～1000μmol/L ACh敏感,引发明显的外向电流.该电流对ACh的反应呈浓度依赖性,半数激活浓度(EC50)为(63.78±2.31)μmol/L,但该电流为非电压依赖性.在-50mV钳制电压和正常细胞外液中,100μmol/L ACh激活一持久缓慢的外向电流,电流幅值为(170±15)pA,该电流幅值依赖于胞外钙离子浓度,可被胞外给予的钙依赖性钾通道拮抗剂TEA阻断.Ⅰ型前庭毛细胞的再次激活时间不小于1min.长时间暴露在ACh的情况下,受体离子通道不会发生自发性关闭.以上结果提示,部分豚鼠Ⅰ型前庭毛细胞上存在胆碱能受体,胞外给予ACh可激活一持久缓慢的外向电流,其胆碱能受体通道对于ACh的作用呈浓度依赖性和外钙依赖性、非电压依赖性或失敏性.本研究结果对于阐明前庭传出神经的功能及其作用机制,证实并揭示Ⅰ型前庭毛细胞上存在传出神经递质受体以及日后临床指导眩晕疾病的康复治疗具有重要的意义.     

豚鼠球囊毛细胞的分离及钾离子流的研究

目的：研究前庭毛细胞的细胞活性及膜上钾通道的类型。方法：用酶深化后机械法分离豚鼠球囊毛细胞,并用全细胞膜片钳观察豚鼠球囊Ⅱ型毛细胞侧膜上的钾通道电流。结果：①胶原酶Ⅳ浓度为０．３５ｍｇ／ｍｌ时,分离的毛细胞数量最多,存活时间最长;②当钳制电位为－１００ｍＶ,以１０ｍＶ的步距,从－７０ｍＶ至＋２０ｍＶ阶跃,随着膜 电位的去极化,可记录到一系列快速、瞬时的以Ａ型钾通道为主的外向电流,４－Ａｐ对其有特异     

豚鼠耳蜗外毛细胞的急性分离及钾离子通道的研究

本文对豚鼠耳蜗离体外毛细胞的细胞活性及底侧膜处电压依赖性钾离子通道进行了研究,结果表明：（１）离体外毛细胞悬液保存在４℃时,可延长存活时间达７ｈ以上。（２）外毛细胞的静息电位：应用电流钳方法,在刚形成全细胞方式时其细胞内静息电位为－７３．７±６．９ｍＶ,２ｍｉｎ后为－９４．８±４．１ｍＶ（ｘ±ｓ,ｎ＝１０）。（３）全细胞方式记录到的电压依赖性外向Ｋ＋电流是由快钾电流和延迟整流钾电流两部分组成,快钾电流的激活电位为－６０～－５０ｍＶ,延迟整流钾电流的激活电位为－４０～－３０ｍＶ,电流－电压关系曲线呈“Ｓ形上升”趋势。外向Ｋ＋电流被ＴＥＡ（２０ｍｍｏｌ／Ｌ）阻断后,可观察到一种电压依赖性内向电流     

豚鼠耳蜗外毛细胞外向钾电流的研究

哺乳动物耳蜗具有超常的敏感性和频率分析能力 ,这依赖于感觉细胞基底膜的微机械反应。豚鼠耳蜗外毛细胞底侧膜存在电压依赖性Ｋ 通道、Ｃａ2 激活Ｋ 通道和内向钙通道等。文献报道牛蛙壶腹嵴毛细胞有瞬息Ｋ 电流 (ＩＡ) ,然而豚鼠耳蜗外毛细胞是否存在ＩＡ,迄今未见报道。来自脑干的内侧橄榄耳蜗束传出神经纤维大量分布于外毛细胞 ,调控着外毛细胞的功能 ,一般认为乙酰胆碱是耳蜗传出神经递质 ,此外三磷酸腺苷 (ＡＴＰ)对外毛细胞具有神经递质和神经调质双重作用 ,那么是否还有其他的递质发挥作用呢 ?我们应用全细胞膜片钳技术观察了豚鼠…     

川芎嗪抗链霉素耳毒性作用及其对豚鼠耳蜗外毛细胞钾通道的影响

本文旨在研究川芎嗪（tetramethylpyrazine,TMP）拮抗链霉素耳毒性作用及其对豚鼠耳蜗外毛细胞K^＋通道的影响,探讨TMP拈抗链霉素耳毒性的离子通道机制。60只豚鼠随机分为6组,应用听觉脑干反应（auditory brainstem response,ABR）技术检测豚鼠ABR听阈,观测TMP的抗链霉素耳毒作用;并采用全细胞膜片钳技术观察TMP对耳蜗外毛细胞Ca^2＋敏感艮电流的影响。结果显示,TMP明显降低链霉素导致的豚鼠ABR听阈升高,提示TMP具有抗链霉素耳毒性作用;TMP能明显增大豚鼠耳蜗外毛细胞Ca^2＋敏感艮电流,并呈浓度依赖关系。结果提示,TMP通过增大艮通道电导而拮抗链霉素耳毒性作用。     

树qu（Tupaia belangeri chinesis）耳蜗毛细胞铺片的观察

我们用树qu14只,取耳蜗铺片后进行毛细胞计数和长度测量。发现树qu毛细胞数及缺失率与人、猴、豚鼠不同,树qu毛细胞失数少且稳定,蜗尖弃用部少,不同种群间的个体差异小,利于用作生物学实验动物,可为研究耳的生理、病理及临床服务。     

树鼩(Tupaia belangeri chinensis)耳蜗毛细胞铺片的观察

我们用树鼩14只,取耳蜗铺片后进行毛细胞计数和长度测量。发现树鼩毛细胞数及缺失率与人、猴、豚鼠不同,树鼩毛细胞失数少且稳定,蜗尖弃用部少,不同种群间的个体差异小,利于用作生物学实验动物,可为研究耳的生理、病理及临床服务。     

过氧化氢对老年豚鼠耳蜗外毛细胞大电导钙激活钾通道电流的影响

本文旨在研究氧自由基(oxygen free radical)供体——过氧化氢(H2O2)对老年豚鼠耳蜗外毛细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance Ca2+-activated potassium channels,BKCa channels)电流的影响,探讨氧自由基对老年豚鼠耳蜗外毛细胞BKCa通道电流的作用机制。采用急性酶分离方法分离耳蜗外毛细胞,用全细胞膜片钳记录通道电流,鉴别并分析通道特性,观察不同浓度H2O2对BKCa通道电流的影响。结果显示,在膜片钳全细胞模式下,可记录到一串幅值较大、快速激活、几乎不失活的电流,激活电压大于-40~-30 mV,电流随膜电位的增加而增强,电流幅值不断增大,并表现出外向整流的特性,无"rundown"现象;IbTX(100 nmol/L)可完全阻断通道活动,证实该电流为BKCa通道电流。BKCa通道电流表现出明显的H2O2浓度依赖性激活,电流幅值和峰值电流密度随H2O2浓度(1、2、4μmol/L)增加而增大。以上结果提示,外毛细胞可能存在能够调节胞内钙平衡的氧自由基/BKCa途径。     

电刺激和低镁引起的大鼠内嗅皮层游离钙和钾离子浓度的动态变化

电刺激或降低细胞外的镁离子浓度,会引起Ｎ－甲基－Ｄ－天门冬氨酸受体通道的开放,造成胞内外离子浓度失平衡．使用离子选择性微电极结合脑片技术,对电刺激和低镁溶液引起的大鼠内嗅皮层游离钙和钾离子浓度及电位的动态变化的规律进行了研究。实验结果表明,电刺激和低镁溶液引起的内嗅皮层游离钙和钾离子浓度的改变,在细胞层Ⅳ－Ⅴ（皮层表面下９００－１１００μｍ）变化最大。低镁溶液引起游离钙离子浓度下降,同时钾离子浓度呈双相变化,即先增加后减少。低镁溶液灌流内嗅皮层脑片数小时后,胞外钙离子浓度持续地停留在低浓度水平,而钾离子浓度受影响较小．     

阳离子对豚鼠Ⅱ型前庭毛细胞ACh-敏感性电流的调制

本文旨在探讨哺乳动物前庭胆碱能传出神经系统的作用机制,应用全细胞膜片钳技术研究新鲜分离的豚鼠Ⅱ型前庭毛细胞ACh-敏感性电流的特性以及细胞内外的阳离子对ACh-敏感性电流的调制作用。结果显示,Ⅱ型前庭毛细胞对细胞外ACh敏感,ACh激活缓慢持久的外向性电流,室温下此电流的再次完全激活时间约为(60±10)s。ACh-敏感性电流的反转电位为(-66±8)mV,提示此电流主要由K+参与形成,其直接作用是使毛细胞超极化。ACh-敏感性电流对较高浓度的四乙胺(tetraethylammonium chloride,TEA)敏感,提示细胞外ACh激活钙依赖性钾电流。进一步检测细胞内外阳离子对 ACh-敏感性电流的调制作用发现,细胞外Na+和细胞内Ca2+释放不参与此电流的激活过程,而细胞外K+、细胞外Ca2+和细胞内Mg2+对ACh-敏感性电流具有重要的调制作用。进一步提示,ACh是哺乳动物前庭传出神经系统重要的神经递质。 Na+不参与ACh-敏感性电流的激活过程提示,ACh-敏感性电流可能由非α9-N型胆碱能受体(α9-nAChR)介导。ACh诱导的Ⅱ型前庭毛细胞超极化作用受细胞外Ca2+浓度和细胞内Mg2+浓度调制。