Slow vacuolar channels of non-embryogenic and embryogenic cultures of winter wheat

Slowly activating vacuolar channels (SV), were examined in embryogenic and non-embryogenic cultures of winter wheat using a patch-clamp technique. Four different types of cultures were examined: embryogenic and non-embryogenic calli from embryos, embryogenic and non-embryogenic calli from inflorescences. In a cell-attached mode single SV channel events were recorded. Unitary conductance of single SV channels was between 37 pS and 48 pS and did not significantly depend on the kind of the culture, although it was a tendency that SV channels of embryogenic calli possessed lower unitary conductance than those of non-embryogenic. 2,4-D caused significant lowering of unitary conductance from 48±6 pS in the control culture of embryogenic embryos to 28±6 pS in vacuoles treated. The SV channel density was estimated as 0.34 μm⁻².     

慢液泡通道简介

液泡作为离子的储存库,对植物基本生理功能的发挥起着重要的作用。离子通道是许多离子跨液泡膜转运的途径,液泡膜上存在两种重要的离子通道：快液泡通道和慢液泡通道。该介绍慢液泡通道的特征、金属离子以及小分子对慢液泡通道的调节作用,并简单介绍SV通道的生理功能。     

大鼠海马CA1区锥体细胞上一种Ca2+依赖性KATP通道

K_ATP通道在细胞的新陈代谢与膜兴奋性的耦联中起重要作用.采用膜片钳的内面向外式记录方法,在成年大鼠海马CA1区锥体细胞上记录到一种被胞浆侧ATP和甲糖宁（tolbutamide,一种K_ATP通道阻断剂）抑制的Ca²⁺依赖性钾离子通道.在细胞膜内外的K⁺浓度均为140 mmol/L时,通道的电导为(204±21) pS,翻转电位为(3.57±1.13) mV,通道无整流性.通道开放概率及ATP对通道的抑制作用均呈现电压依赖性.该K_ATP通道与以往报道的“经典”K_ATP通道有显著不同,其活动受膜电位、胞内Ca²⁺和ATP三重调节,表明这是一种新型的K_ATP通道.上述结果表明在海马神经元上至少有两种性质不同的K_ATP通道,提示神经元可能通过不同性质的K_ATP通道感受细胞内的代谢状态,进而调节细胞膜的兴奋性.     

重复膜片钳法研究MPP+对神经元钙电流作用

细胞膜片钳技术是研究膜离子通道的有效方法.在单个细胞上反复形成多次全细胞构型从而在同一细胞上观察某些药物的长时间作用对于通道膜电流的影响.利用全细胞构型下胞浆与电极内液的连通可以方便地向胞内引入药物.以此法研究MPP⁺多巴胺能神经瘤细胞(MN9D)的毒性作用表明MPP⁺导致细胞电压依赖性钙电流(I_Ca)显著下降;MPP⁺作用1 h以内高去极化电压较低去极化电压诱发的钙电流先受MPP⁺影响而下降; MPP⁺对未分化细胞的钙电流无显著作用(n=3).     

Na+/H+逆向转运蛋白和植物耐盐性

Na⁺H⁺逆向转运蛋白对植物耐盐起着重要作用 ,它利用质膜H⁺ATPase或液泡膜H⁺ATPase及Ppiase泵H+产生的驱动力把Na⁺排出细胞或在液泡中区隔化以消除Na⁺的毒害。主要讨论植物中Na⁺H⁺逆向转运蛋白研究在分子水平的最新进展.     

成年大鼠海马CA1区锥体神经元外向整流氯离子单通道特性

采用膜片钳内面向外式技术,在急性分离成年大鼠海马CAl区锥体细胞上记录到了外向整流氯离子通道（outwardly rectifying chloride channel,ORCC）.长时间去极化（≥60 mV）刺激后,在30%的游离膜片上记录到有外向整流特性的单通道氯电流,膜电位在－60 mV到0 mV之间的单通道电导为(16.58±1.54) pS（n=10）,而在0 mV到+60 mV之间电导为（40.92±3.17） pS.通道开放概率有明显的电压依赖性(膜电位－60 mV时,P_o=0.44±0.12;膜电位为+60 mV时,P_o=0.86±0.06, n=10).在对称Cl^－浓度（150 mmol/L）时,通道翻转电位为(－4.17±1.84) mV.当溶液中部分NaCl被葡萄糖酸钠替代后,翻转电位为：(－34.23±4.86) mV (［Cl^－］_i/［Cl^－］_o=(30 mmol/L)/(150 mmol/L)),接近氯离子通道的理论值,这表明通道具有氯离子选择性.浴槽液中分别加入氯通道阻断剂DIDS和SITS可以使+40 mV的通道开放概率从(0.83±0.06)和(0.86±0.06)分别降低到(0.12±0.05)和(0.13±0.04)（n=5）,冲洗后可使开放概率基本恢复.上述研究结果显示,在成年大鼠海马CA1神经元上存在外向整流氯离子通道.     

离子通道在高等植物光合能量转换中的功能

将类囊体膜重组于脂双层上,用电生理-电压钳位技术测定离子通道,发现一种Cl^-通道,其单位电导为88pS,加入Cl^-通道抑制剂DIDS可以抑制Cl^-通道电流。进一步用几种离子通道抑制剂,即DIDS(Cl^-通道),TEA⁺(K⁺通道),La³⁺,Co²⁺和Verapamil(Ca²⁺通道)分别处理菠菜叶片和类囊体,研究对光合能量转换的影响:(1)叶片光合放氧降低,K_i(DIDS)=0.23μmol/L,K_i(TEA⁺)=0.455mmol/L;叶片荧光参数F_y/F_m和q_p略有变化,q_N和q _E-f增加,(2)类囊体△pH的建立(9-AA荧光猝灭)受到抑制;类囊体q_N明显降低。这些结果表明:离子通道对光合能量转换是必需的,类囊体膜离子通道直接参与了质子梯度的建立,而质膜离子通道较为间接地参与了光合作用能量转换。     

大鼠背根神经节神经元上失活 BK 通道特性的研究

大电导的电压和 Ca²⁺ 激活的 K⁺ 通道 (BK 通道 ) 在哺乳动物的组织中广泛表达,起着多种多样的作用 . 目前只有少数组织中 BK 通道的性质被深入地研究,而且鲜见有失活的 BK 通道 (BK_i) 的报道,尤其是在神经元中 . 发现在大鼠小直径的背根神经节 (DRG) 神经元中,普遍存在失活的 BK 通道 . 失活的 BK 电流成分是 Ca²⁺敏感的,可以被大电导的 BK 通道特异阻断剂 ChTX 所阻断,而且木瓜蛋白酶可以从胞外改变通道失活的特性 .     

下丘脑神经元钙激活钾通道的整流现象

目的研究SD乳鼠下丘脑神经元中钙激活钾通道的整流现象.方法采用膜片钳内面向外式记录方式.结果记录到一种大电导钙激活钾通道(KCa),在对称140mmol/L[K+]时内向电导为(171±12)pS,不随[Ca2+]变化而改变,而外向电导可受[Ca2+]调控,当[Ca2+]为500μmol/L时,外向电导为(76±14)pS.[Ca2+]越大,整流现象越明显,Mg2+对这种KCa的整流作用不明显.结论下丘脑神经元中KCa具有Ca2+依赖性整流现象,它可能与神经元的兴奋性和稳定性有关.     

拟南芥根皮层细胞质膜内向K+通道电生理特性分析

利用膜片钳技术对模式植物拟南芥根皮层细胞原生质体的内向跨膜钾电流进行了全细胞记录 ,并对内向K⁺通道的特性进行了分析 .结果表明 ,拟南芥根细胞质膜上的内向K⁺通道由超极化膜电位所激活 ;该通道具有较高的K^+/Na⁺选择性 ,可被TEA⁺和Ba^{2 +}等K+通道阻断剂所抑制 ,而且对胞内自由Ca^{2 +}浓度变化不敏感 .这为进一步利用模式植物拟南芥进行植物K⁺吸收机制以及植物抗盐机制的研究奠定了基础 .     

大鼠海马CA1区锥体细胞上一种 Ca2+依赖性KATP通道

KATP通道在细胞的新陈代谢与膜兴奋性的耦联中起重要作用.采用膜片钳的内面向外式记录方法,在成年大鼠海马CA1区锥体细胞上记录到一种被胞浆侧ATP和甲糖宁(tolbutamide,一种KATP通道阻断剂)抑制的Ca2+依赖性钾离子通道.在细胞膜内外的K+浓度均为140 mmol/L时,通道的电导为(204±21) pS,翻转电位为(3.57±1.13) mV,通道无整流性.通道开放概率及ATP对通道的抑制作用均呈现电压依赖性.该KATP通道与以往报道的"经典"KATP通道有显著不同,其活动受膜电位、胞内Ca2+和ATP三重调节,表明这是一种新型的KATP通道.上述结果表明在海马神经元上至少有两种性质不同的KATP通道,提示神经元可能通过不同性质的KATP通道感受细胞内的代谢状态,进而调节细胞膜的兴奋性.     

中华绒螯蟹眼柄MTXO细胞GABA受体通道研究

采用全细胞膜片钳技术测定了中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）眼柄视神经节端髓X器官（MTXO）三种类型神经内分泌细胞对0.01～5mmol/L γ氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）的反应,并结合选择性拮抗剂和激动剂的使用进行了GABA受体研究.在电流钳模式下,依据不同Nernst Cl^－电位,三种类型细胞均对GABA产生去极化或超级化反应.在电压钳模式下,GABA激活Cl^－通道电流（I_GABA）.I_GABA在灌流GABA后约1 200 ms内激活,800 ms内达到峰值,没有明显的脱敏反应,反转电位接近Nernst Cl^－电位.I_GABA幅值呈浓度依赖性,激活阈值为0.01 mmol/L,约在0.5 mmol/L达到饱和.药理学实验结果表明,中华绒螯蟹眼柄神经内分泌细胞GABA受体是Cl^－通道蛋白,对Cl^－离子通道阻断剂Picrotoxin和Niflumic acid敏感,但是对GABA_A受体拮抗剂Bicuculline和GABA_C受体激动剂cis-4-aminocrotonic acid (CACA)和trans-4-aminocrotonic (TACA)均不敏感.     

脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布及Ca2+-ATPase活性的影响

利用脱硫废弃物改良盐碱地对于确保国家粮食安全和生态安全,发展循环经济具有重要意义。为了探索脱硫废弃物提高植物抗盐碱机理,采用盆栽试验法, 研究了施入不同量脱硫废弃物和CaSO₄对碱胁迫下油葵叶片细胞钙分布、总钙含量以及质膜和液泡膜Ca²⁺-ATPase活性的影响。结果表明:在碱胁迫下(CK),Ca²⁺与焦锑酸钾结合成黑色颗粒成团零星分布于叶绿体和液泡中,叶绿体超微结构受到不同程度的破坏。施入脱硫废弃物和CaSO₄,叶绿体结构完整,细胞间隙、细胞壁和液泡中的钙颗粒逐渐增多,同时,质膜和液泡膜Ca²⁺-ATPase活性随脱硫废弃物和纯品硫酸钙施量的增加而增加,其中液泡膜Ca²⁺-ATPase活性无论是对照(CK)还是处理的活性均高于质膜Ca²⁺-ATPase活性。叶片细胞内总钙含量也随脱硫废弃物和CaSO₄施用量的增加呈升高趋势。说明脱硫废弃物和CaSO₄通过增加Ca²⁺-ATPase活性,有利于钙通过质膜和液泡膜进入细胞内,维持膜结构的稳定性,缓解碱对油葵的胁迫。     

植物液泡膜水通道蛋白的结构、分布和功能研究进展

植物液泡膜水通道蛋白(tonoplast intrinsic proteins, TIPs)是植物体内水分子和一些小分子溶质跨液泡膜运输的通道。TIPs介导胞内或胞间的水分跨膜运输,在维持植物细胞的水分平衡过程中起着至关重要的作用。由于TIPs特异的定位在液泡膜上,长久以来一直被用作不同植物物种和组织中液泡识别的标记物。本综述介绍了液泡膜水通道蛋白的发现、结构、分类以及亚细胞和组织定位、基因表达和蛋白功能等方面的研究进展,初步探讨了植物液泡膜水通道蛋白研究中存在的问题及今后的研究热点,希望能为相关的科研人员在研究液泡膜定位的水通道蛋白中提供帮助。     

小檗碱激活人结肠癌细胞容积敏感的氯通道

本文旨在研究小檗碱对人结肠癌细胞(SW480)氯通道的作用.采用膜片钳技术记录小檗碱激活的SW480全细胞氯电流,并用高渗和低渗灌流液、以及氯通道阻断剂研究该电流的生理学和药理学特性.结果显示,当细胞处在等渗液中,可在SW480细胞膜上记录到微弱且稳定的背景电流;小檗碱(10 nmol/L)可诱发SW480细胞迅速产生...     

麻黄碱抑制支气管平滑肌细胞增殖的机制

BK通道(large-conductance Ca2 -activated K channel)是一种大电导、电压和钙离子依赖的钾通道,存在于哺乳动物几乎所有的组织中.β1亚基是首次从平滑肌细胞中分离到的一种BK通道辅助亚基.麻黄作为一种β肾上腺素受体激动剂,是一味治疗哮喘的常用中药.利用RT-PCR和膜片钳等技术,研究麻黄治疗哮喘的作用机制.结果表明:麻黄碱(ephedrine,Eph)作为麻黄的一种主要成分,显著抑制支气管平滑肌细胞(bronchial smooth muscle cells,BSMCs)的增殖和BK通道β1亚基的表达,但是对BK通道的电流没有显著影响.     

新生大鼠下丘脑神经元L—Ca^2＋通道电流活动特征

目的研究新生大鼠下丘脑神经元L-Ca2+通道单通道特性;Ca2+通道激动剂BayK8644对Ca2+通道单通道特性的影响.方法采用神经元急性分离技术;用膜片钳细胞贴附式记录方式进行研究.结果大鼠下丘脑神经元L-Ca2+通道是一种电导相对较大的Ca2+通道,其电导为(29.5±3.1)pS,平均开放时间(τ0)为0.28ms,平均关闭时间的短关闭时间常数(τc1)为2.91ms,长关闭时间常数(τc2)为53.22ms.此通道几乎不存在时间依赖性失活.BayK8644显著增加通道的开放概率,通道平均开放时间增加为1.61ms.结论下丘脑神经元存在L-Ca2+通道,该通道具有明显电压依赖性,而无显著的时间依赖性.通道特征与文献报道的其它神经元上L-Ca2+通道相似,也有明显不同,显示下丘脑神经元L-Ca2+钙通道的独特性.     

钾通道在培养大鼠海马神经元凋亡性容积减少中的作用

为探讨钾通道参与神经元凋亡的可能机制,在星形孢菌素（STS)诱导的培养海马神经元凋亡模型上,研究了凋亡时神经细胞容积的动态变化及钾通道在其中的作用.实验结果显示,钾通道阻断剂四乙铵或升高细胞外K⁺均能够明显抑制STS诱导的神经元凋亡,并且大电导钙激活钾通道（BK）选择性阻断剂iberiotoxin和paxilline具有同样程度的抗细胞凋亡作用,表明钾通道（可能主要是BK通道）参与了STS诱导的培养海马神经元凋亡.在STS诱导神经元凋亡的早期就出现了细胞容积的显著减少,而钾通道阻断剂或升高细胞外K⁺均可阻断该细胞容积减少.研究结果提示细胞内钾离子的外流可能参与了凋亡性细胞容积减少,这也可能是钾通道介导细胞凋亡的重要机制之一.     

血竭对背根神经节细胞河豚毒素不敏感型钠电流的调制及其药效物质的确定

为了阐明血竭对背根神经节细胞河豚毒素不敏感型钠通道电流的调制作用并探求其相应的药效物质, 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, 和其化学成分剑叶龙血素A, 剑叶龙血素B, 龙血素B以及它们的组合对河豚毒素不敏感型钠通道电流的影响; 根据所建立的中药药效物质的操作型定义, 判别血竭调制背根神经节细胞河豚毒素不敏感型钠通道电流的药效物质; 应用Greco等人建立的模型分析化学成分间的相互作用. 结果表明, 血竭对河豚毒素不敏感型钠通道电流峰值有浓度依赖的抑制作用, 并影响通道电流的激活过程; 剑叶龙血素A, 剑叶龙血素B和龙血素B的组合能产生类似于血竭的对河豚毒素不敏感型钠通道电流的调制作用; 3种化学成分单独作用也能调制河豚毒素不敏感型钠通道电流, 但在所产生的对电流峰值的抑制率相等时, 3种化学成分单独作用时各自所需的浓度高于组合作用时各自所需的浓度; 剑叶龙血素A, 剑叶龙血素B和龙血素B在调制河豚毒素不敏感型钠通道电流时具有协同作用. 上述结果说明血竭调制背根神经节细胞河豚毒素不敏感型钠通道电流, 干预痛觉信息传入, 也是血竭产生镇痛作用的原因, 其药效物质是剑叶龙血素A, 剑叶龙血素B和龙血素B这3种化学成分的分子有效组合.     

γ-氨基丁酸受体及其基因研究进展

γ-氮基丁酸(GABA)是脊椎动物脑内一种重要的神经递质.它与其特异性受体(即 GABAR)分子的相互作用,可引起该受体偶联的 Cl^-,K⁺和 Ca²⁺通道传导的改变并产生神经元抑制效应.近年 GABA_AR 基因及其表达的研究,已为不同的种属、不同脑区域和细胞类型中 GABA_AR 的亚基组成、生理功能及其对很多中枢神经系统药物反应的多样性提供了令人信服的依据,可以预见不久这方面深入的探索也必将为有关该受体的神经精神病发病的分子机理研究及其治疗性药物的设计提出新的线索.