丙二醛破坏大鼠海马神经元胞质钙离子稳态的信号机制

目的研究丙二醛（MDA）对原代培养的海马神经元胞质中钙离子稳态的破坏作用及可能的信号机制。方法以Fur2／AM为荧光指示剂,采用荧光分光光度法定量测定原代培养海马神经元胞质游离钙浓度变化。结果随着MDA浓度的升高和作用时间的延长,导致胞质中游离钙水平显著升高,破坏其钙稳态。MDA所导致的海马神经元胞质游离钙水平升高包括两个过程：100μmol／L的MDA可使胞质[Ca2＋]i水平在0—10min内的早期渐进升高过程,经历中间大约5min的平台期后,接下来15—30min的晚期显著升高。以细胞膜电压依赖的Ca2＋通道抑制剂nimodipine抑制外钙内流后,可显著抑制晚期胞质[Ca2＋]i水平的升高,以PLC的抑制剂U73122作用后,则可抑制早期胞质[Ca2＋]i水平的升高。结论100μmol／L的MDA作用下,海马神经元胞质中早期钙离子水平的升高和晚期钙离子水平的升高可能分别由不同的信号机制所介导。     

谷氨酸促进大鼠海马神经元的内钙升高

谷氨酸能影响大鼠海马神经元胞内钙信号的变化,进而影响海马神经元神经冲动的发放和学习记忆过程。运用荧光测钙技术实时监测了大鼠海马神经元内钙信号的动态变化,同时分析了谷氨酸对其胞内钙信号的影响。试验表明：谷氨酸能够显著提高胞内游离钙离子的浓度;细胞外钙离子的存在、谷氨酸刺激时间及刺激频率的增加都能引起胞内钙信号不同程度的升高;但谷氨酸的过度刺激会引起钙离子浓度的超负荷,从而导致神经元结构和功能的损坏。     

电磁辐射对原代培养海马神经元的损伤效应及其机制探讨

研究X带高功率微波、S带高功率微波及电磁脉冲辐射对原代培养海马神经元的损伤效应并探讨其机制。通过体外培养原代海马神经元,建立电磁波辐照细胞模型。采用Annexin V-PI双标记、流式细胞术检测细胞凋亡与坏死,原子力显微镜检测细胞膜表面形态,Fluo-3-AM荧光探针负载、激光扫描共聚焦显微镜测定胞内[Ca2 ]i。结果表明,辐射后海马神经元凋亡与坏死均增加,其中坏死增加明显;细胞膜表面粗糙度加大,膜穿孔增多;胞内[Ca2 ]i明显升高。且以上变化均以X带高功率微波组最重,S带高功率微波组次之,电磁脉冲组最轻。提示细胞膜穿孔增多,膜通透性增加,导致胞外Ca2 内流增加,甚至胞内钙超载是辐射致海马神经元凋亡与坏死的机制之一;三种电磁辐射对海马神经元的损伤程度与照射频率呈正相关。     

芋螺毒素SO3对大鼠海马神经元缺氧后胞内游离钙离子浓度的影响

目的:研究芋螺毒素SO3对培养大鼠海马神经元缺氧后胞内游离钙离子浓度的影响.方法:运用激光共聚焦显微镜(CLSM)测定缺氧后大鼠海马神经元胞内游离钙离子浓度的变化.结果与结论:芋螺毒素SO3可以明显抑制因缺氧所致原代培养大鼠海马神经元胞内游离钙离子浓度的上升.     

缺氧缺糖对培养海马神经细胞中一氧化氮和钙离子的影响

在缺血性脑损伤中 ,NO起着重要作用。研究了原代培养的海马神经细胞中 ,缺氧缺糖对NO合成的影响。利用激光共聚焦显微镜和荧光指示剂 ,对胞内钙离子和NO的变化进行实时检测 ,并用HPLC检测了缺氧缺糖导致的谷氨酸释放。结果表明 ,缺氧缺糖引起胞内钙离子浓度升高和NO合成增加。经过 2 0min缺氧缺糖处理后 ,胞外谷氨酸的浓度比对照组高出约10 0 %。N 甲基 D 天冬氨酸 (N methyl D aspartate,NMDA)的拮抗剂MK 80 1对缺氧缺糖引起的细胞内钙离子和NO的升高有明显抑制作用。去除细胞外液的钙离子和加入钙调蛋白抑制剂三氟拉嗪都可以抑制缺氧缺糖引起的NO升高。以上结果提示 ,缺氧缺糖引起神经细胞NO合成增加 ,这种合成受谷氨酸释放 ,胞内钙离子浓度和钙调蛋白的调控。     

丙二醛对大鼠海马神经元结构的破坏和钙离子稳态的影响

脂质过氧化中间产物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)在生物体内表现了广泛的生物毒性,MDA也是机体过度训练和运动性疲劳的重要生理指标.采用光学显微镜和透射式电子显微镜观察不同浓度MDA作用后海马神经元形态和超微结构的变化,并采用荧光分光光度法测定原代培养的海马神经元中Ca2+-ATPase活性的变化和胞质游离钙离子水平的变化,探讨MDA对海马神经元形态和结构上的破坏及神经元钙离子稳态的影响.在光镜下可观察到MDA作用下神经元突触变短,胞体肿胀,出现细胞死亡或凋亡的形态特征;在电镜下可观察到线粒体结构的明显破坏,内膜上的嵴颗粒减少或消失;同时MDA还通过抑制质膜Ca2+-ATPase的活性和其它的途径,破坏神经元胞质游离Ca2+稳态.结果表明,MDA可通过破坏海马神经元的结构和影响胞质中钙离子稳态,破坏神经元的生理功能,在机体运动性中枢疲劳形成中可能发挥重要作用.     

高糖对海马神经元形态破坏和APP蛋白含量的影响

为探索高糖培养对原代海马神经元形态损伤和神经退行性相关蛋白β-淀粉样蛋白前体(amyloid β-protein precursor,APP)含量的影响,分离胎龄16 d的大鼠海马神经元,分别使用含有25 mmol/L、50 mmol/L、75 mmol/L和100 mmol/L葡萄糖浓度的Neurobasal培养基进行原代培养干预,Western-blot检测APP蛋白水平,光学显微镜下观察不同浓度葡萄糖作用后海马神经元形态的变化。结果发现:高糖培养后,胎鼠海马神经元突触变短,胞体肿胀,同时APP水平随着葡萄糖浓度的递增逐渐升高。以上信息提示高糖引发的神经元形态破坏与APP高水平有关,控制血糖可能有利于保护神经元细胞,使其免受损伤。     

热损伤对大鼠纹状体神经元凋亡的影响

目的:探讨热损伤对原代培养的大鼠纹状体神经元凋亡的影响.方法:对原代培养的大鼠纹状体神经元进行43℃热损伤40 min后,用共聚焦激光扫描显微镜(LSCM)观察神经元细胞内Ca2 浓度的变化、神经元线粒体膜电位的变化,TUNEL法检测热损伤前后纹状体神经元凋亡的变化.结果:热损伤使纹状体神经元内Ca2 浓度明显升高,线粒体膜电位明显降低(P＜0.01);热损伤后纹状体神经元凋亡增多.结论:热损伤可能通过增加细胞内钙离子浓度、降低细胞线粒体膜电位而诱发大鼠纹状体原代培养神经元凋亡.     

垂体腺苷酸环化酶激活肽减轻谷氨酸对海马神经元的损伤并抑制胞内钙升高

对原代培养７～９ｄ的海马神经元给予谷氨酸处理,２４ｈ后,神经元的存活率降低。预先给予垂体腺苷酸环化酶激活肽（ＰＡＣＡＰ）能显著减少谷氨酸引起的海马神经元死亡。谷氨酸呈剂量依赖性增加海马神经元细胞内钙离子含量,ＰＡＣＡＰ能抑制谷氨酸引起的海马神经元细胞内钙离子浓度的升高,特异性ＰＡＣＡＰ Ⅰ型受体拮抗剂ＰＡＣＡＰ ６－３８能完全阻断ＰＡＣＡＰ减轻谷氨酸所致海马神经元损伤及降低谷氨酸所致神经元细胞内钙     

植物多肽PA1b打开胰腺β 细胞L型钙通道

利用海藻酸在pH2.7的条件下对小分子多肽的吸附作用, 从豌豆种子中分离并纯化出含37个氨基酸的小分子肽PA1b (pea albumin 1b), 它的肽链内具有6个半胱氨酸并形成一个胱氨酸结构模体. 采用荧光显微技术和膜片钳技术, 发现胞外施加PA1b在胞外钙离子存在的情况下使胰腺β细胞内钙离浓度增加, 该效应被特异性的L型钙通道的阻断剂尼莫地平(nimodipine)阻断, 在零钙外液中PA1b对胞内钙离子浓度无影响; 此外, PA1b使β细胞膜去极化并使膜电容增加. 因此推断PA1b使原代β细胞上去极化细胞膜, 使L型钙离子通道开放, 细胞外钙离子内流并促发细胞分泌.     

植物多肽PA1b打开胰腺β细胞L型钙通道促使钙内流和细胞分泌

利用海藻酸在pH2.7的条件下对小分子多肽的吸附作用,从豌豆种子中分离并纯化出含37个氨基酸的小分子肽PA1b(pea albumin 1b),它的肽链内具有6个半胱氨酸并形成一个胱氨酸结构模体.采用荧光显微技术和膜片钳技术,发现胞外施加PA1b在胞外钙离子存在的情况下使胰腺β细胞内钙离浓度增加,该效应被特异性的L型钙通道的阻断剂尼莫地平(nimodipine)阻断,在零钙外液中PA1b对胞内钙离子浓度无影响;此外,PA1b使β细胞膜去极化并使膜电容增加.因此推断PA1b使原代β细胞上去极化细胞膜,使L型钙离子通道开放,细胞外钙离子内流并促发细胞分泌.     

全反式维甲酸在平滑肌细胞中上调apelin基因表达的分子机制

本文旨在研究全反式维甲酸(all-trans retinoic acid,ATRA)在血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)中对apelin基因表达的影响及分子机制。我们用RT-PCR、实时定量PCR和免疫印迹分析检测ATRA对VSMC中apelin基因表达的影响,然后在VSMC中用小干扰RNA转染下调内源性维甲酸受体α(retinoic acid receptorα,RARα)或用腺病毒载体过表达RARα后,检测ATRA对apelin基因表达的影响。结果显示ATRA能以时间和浓度依赖的方式诱导apelin基因的表达,同时RARα表达水平也显著升高,但RARβ和RARγ表达水平无显著变化。利用小干扰RNA下调内源性RARα或用RARα选择性抑制剂Ro 41-5253抑制RARα活性后,再用ATRA刺激VSMC,ATRA对apelin基因表达的诱导作用受到显著抑制,而过表达RARα,则可促进apelin的表达升高。以上结果表明,ATRA可以上调VSMC中apelin基因表达水平,其分子机制是通过其核受体RARα介导完成的。     

对羟基苯甲醛对神经元缺氧所致钙超载的抑制作用

通过复制大鼠原代皮层神经元缺糖缺氧/复糖复氧(OGD/Rep)损伤模型,采用MTT法检测细胞存活率、硝酸还原酶法检测NO释放量、流式细胞仪检测胞内钙离子浓度、Western Blot法及RT-PCR法检测神经元L型钙通道、NMDA型钙通道、TRPM7通道蛋白和基因的表达,评价天麻成分对羟基苯甲醛对OGD/Rep损伤致大鼠原代皮层神经元钙通道过度开放的影响,探讨天麻成分对羟基苯甲醛的神经保护作用是否通过抑制钙通道的过度开放减轻钙超载,结果表明天麻成分对羟基苯甲醛可提高大鼠原代皮层神经元OGD/Rep损伤的存活率、减少NO的释放、降低胞内钙离子浓度、降低L型钙通道蛋白的表达。     

持续癫痫样放电导致海马神经元钙离子动力学变化的研究

目的：研究低镁介质致痫的培养海马神经元癫痫模型中神经元内游离钙离子（[Ca^2＋]i）的时空分布及其动力学改变,以探讨钙离子在癫痫发病过程中的作用。方法：联合应用共聚焦激光扫描显微镜和膜片钳,运用较高时间分辨率动态观察培养海马神经元癫痫模型[Ca^2＋]i和电生理变化,以及化学门控钙离子通道阻滞剂的影响。结果：致痫后海马神经元胞浆和核内游离钙离子迅速上升到（612±65）nmol／L和（620±69）nmol／L水平,NMDA受体阻断剂MK-801（10μmol／L）和非NMDA受体阻断剂NBQX（10μmol／L）可使[Ca^2＋]i的升高明显减少;升高的[Ca^2＋]i恢复有明显的延迟现象,90min和150min癫痫样放电后[Ca^2＋]i恢复的时间分别为（114．8±5．2）和（135．0±22．7）（P〈0．05）。结论：持续的癫痫样放电可导致海马神经元细胞内钙超载,这个效应可被MK-801阻断,化学门控钙离子通道也参与了细胞外Ca^2＋内流的过程。     

肾上腺髓质素降低培养海马神经元胞内游离钙离子浓度

经荧光探针Fluo 3-AM标记细胞内游离钙后,用激光共聚焦显微镜检测肾上腺髓质素(adrenomedullin,ADM)对原代培养大鼠海马神经元内游离钙浓度([Ca^2 ]1)的影响。实验结果如下：(1)ADM(0．01-1．0μmol／L)浓度依赖性地降低细胞内钙浓度。(2)降钙素基因相关肽受体阻断剂(calcitonin gene-related peptide,CGRP8-37)预处理可部分抑制ADM的效应。(3)ADM可显著抑制高钾引起的[Ca^2 ]1增加。(4)ADM可显著抑制三磷酸肌醇(inositol 1,4,5-trisphosphate,IP3)引起的内钙释放,而对兰尼定(ryanodine)引起的内钙释放无显著影响。以上结果提示,ADM降低培养海马神经元内游离钙浓度,此作用与其抑制IP,引起的内钙释放有关,ADM对静息状态下的Ca^2 内流无影响,但可显著抑制高钾引起的Ca^2 内流,CGRP受体介导了ADM的上述效应。     

蝎毒耐热蛋白对红藻氨酸诱导的海马NPY能神经元损伤的影响

目的:观察蝎毒耐热蛋白(SVHRP)对红藻氨酸(KA)诱导的原代培养海马神经肽Y(NPY)能神经元损伤的影响及其可能的分子机制。方法:制备原代培养10d的大鼠海马神经元并用神经元特异性MAP-2抗体进行鉴定,将鉴定成熟的神经元用终浓度为20μg/ml的SVHRP和10μmol/L的KA处理,共孵育24h后,分别用硫堇染色、MTT实验检测不同给药组残存神经元的数目和活力,用免疫细胞化学和RT-PCR技术检测NPY-IR和NPYmRNA的表达。结果:MAP-2-IR结果显示85%以上为阳性成熟神经元;硫堇染色显示,同模型组比较,模型给药组未见神经元形态异常,并且神经元数目未见明显减少(P<0.05);MTT实验显示,模型给药组海马神经元存活率较模型组明显增高(P<0.05);NPY-IR检测表明,模型组NPY阳性细神经元数目明显减少,模型给药组NPY阳性神经元数目明显多于模型组(P<0.01);RT-PCR实验表明,单独给药组海马神经元内NPYmRNA表达较其他三组明显增多(P<0.05)。结论:SVHRP对KA诱导的原代海马神经元的兴奋毒性损伤具有明显的保护作用,可能与SVHRP促进NPY合成有关。     

钙离子和蛋白激酶C对大鼠缺血海马脑片谷氨酸堆积的影响

采用大鼠海马脑片体外缺血模型观察钙离子和蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）对神经元胞外谷氨酸（ＧＬＵ）堆积的影响,结果显示：海马脑片在体外“缺血”１０ｍｉｎ,ＧＬＵ在胞外的浓度增加４倍（从３２±４升高到１１３±１０ｐｍｏｌ／（ｍｉｎ．ｍｇＰｒ）．ｎ＝６）．Ｎ型钙通道拮抗剂蝙蝠葛苏林碱（ＤＳＬ）或无钙培养液均能有效抑制这种浓度的升高（Ｐ＜０．０１）．提示缺血１０ｍｉｎ引发的ＧＬＵ浓度升高是受Ｃａ２＋内流调控的．当脑片在缺血状况下孵育３０ｍｉｎ,ＤＳＬ只部分抑制这种ＧＬＵ堆积,而无钙培养液则无影响,但这额外的ＧＬＵ堆积可被ＰＫＣ抑制剂Ｈ－７完全阻断,而被ＰＫＣ激动剂ＰＤＢ所加强;且不受钙调蛋白抑制剂Ｃａｌｍｄａｚｏｌｉｕｍ和８－溴－ｃＡＭＰ影响．提示缺血３０ｍｉｎ,胞外ＧＬＵ的堆积受钙内流和ＰＫＣ双重调控。     

17β-雌二醇快速诱导静止状态小鼠囊胚细胞胞内钙离子增加

用钙离子荧光探针fluo-3/AM标记囊胚细胞内钙离子,用激光共聚焦扫描显微镜连续检测17β-雌二醇(17β-E2)作用所致囊胚胞内钙离子浓度的动态变化,用荧光显微镜检测偶联牛血清白蛋白的17β-雌二醇(E2-BSA)所致囊胚胞内钙离子浓度的改变,以及在去钙镁M2液、传统雌激素受体阻断剂tamoxifen和磷脂酶C特异抑制剂U73122作用下17β-E2所致囊胚细胞内钙离子浓度的改变。结果显示:17β-E2和E2-BSA均可引起静止状态囊胚细胞内[Ca2 ]的快速升高;17β-E2诱导的囊胚细胞内[Ca2 ]的快速升高不依赖于胞外钙离子的内流,且不被传统雌激素受体阻断剂所阻断,而磷脂酶C特异性抑制剂可明显抑制该效应。     

鳌虾口胃神经节神经元簇放电的动态离子流机制

为研究神经元自身的电活动特性(簇放电节律模式到峰放电节律模式的转迁,以及簇放电节律的离子流机制),本实验选取鳌虾口胃神经节(stomatogastric ganglion,STG)中功能上孤立的单个神经元,记录其在胞外钙离子浓度([Ca2+]o)变化和钙依赖钾离子通道阻断剂tetraethylammonium(TEA)作用下细胞内电活动的变化。当[Ca2+]o降低时,神经元膜电位水平升高,电活动模式表现为从低电位水平的静息(极化静息),到簇放电,再到峰放电,最后到高电位水平的静息(去极化静息)的转迁历程;当细胞外TEA浓度([TEA]o)增加时,神经元膜电位水平也升高,电活动模式表现为从极化静息,到簇放电,再到峰放电的转迁历程,且变化过程是可逆的。上述结果表明,不同生理状态下神经元电活动模式是复杂多样的,这种复杂多样的电活动模式随生理调节参数变化可以表现出规律性的转迁。另外,钙离子内流通过影响[Ca2+]i水平进而调节钙依赖钾电导,决定簇放电的起始与终止,这可能是簇放电产生的动态离子流机制。     

Ca2+在水杨酸诱发的丹参培养细胞培养基碱化过程中的作用

利用质膜钙离子通道抑制剂LaCl3、异搏定(Verapamil,VP),钙离子载体A23187,内膜系统钙离子通道抑制剂2-APB和LiCl处理,研究水杨酸(SA)诱发的丹参培养细胞内Ca2+迸发在培养基碱化过程中的作用。结果显示:SA处理诱发丹参培养细胞培养基碱化,质膜钙离子通道抑制剂LaCl3和VP、内膜系统钙离子通道抑制剂2-APB和LiCl单独处理均可显著抑制SA处理诱发的培养基碱化过程,但质膜钙离子通道抑制剂对SA处理诱发的培养基碱化的抑制作用要显著强于内膜系统钙离子通道抑制剂;当两类钙离子通道抑制剂同时使用,培养基碱化过程被完全抑制,甚至培养基出现酸化趋势;钙离子载体A23187可以显著促进培养基碱化过程。以上结果说明,由水杨酸诱发的胞外Ca2+内流与胞内钙库Ca2+释放均参与了丹参培养基碱化的诱导过程,但胞外Ca2+内流的作用更重要。本研究揭示了SA诱发的Ca2+与丹参细胞培养基碱化之间的关系,为更深层次地阐明植物次生代谢调控机制提供理论基础。