氧化还原对成年大鼠海马CA1区锥体神经元外向整流氯通道的调控作用

采用膜片钳内面向外式记录技术,研究急性分离成年大鼠海马CAl区锥体神经元外向整流氯离子通道的氧化还原调控。发现细胞内侧给予氧化剂DTNB(5,5'-dithiobis-2-nitrobenzoic acid),可显著减弱氯通道的活动,IC50值为(28.05±2.42)μmol/L;还原剂DTT(dithiothreitol)对氯通道没有明显影响,但可逆转DTNB引起的抑制效应。说明DTNB不改变通道电导,其引起的通道活动减弱是由氯通道关闭时间延长而开放时间缩短所致。研究还发现,另一对氧化型和还原型谷胱甘肽具有与DTNB和DTT同样的效应。本研究结果显示,成年大鼠海马CA1区锥体神经元外向整流氯通道可以被细胞内氧化还原剂所调控。     

成年大鼠海马CA1区锥体细胞KATP通道的特性

为了解成年大鼠海马CA1区锥体细胞KATP通道的特性,实验采用膜片钳技术的内面向外式记录法,在急性分离的CA1区锥体神经元上,研究了可被胞浆侧ATP所抑制的钾离子单通道的特性,当细胞膜内外两侧的K^ 浓度均为140mmol/L时,通道的电导为63pS,翻转电位为1．71mV,通道呈弱向内向整流性,在负钳制电位时,通道开放时常被短时的关闭所打断,而在正钳制电位时,这种短时程的关闭状态明显少于负钳制电位时,但通道开放概率未见明显的电压依赖性,ATP对通道活动的抑制作用呈浓度依赖性,抑制通道活动50％的ATP浓度为0．1mmol/L.KATP通道的特异性阻断剂tolbutamide(甲糖宁,1mmol/L)可完全阻断通道的活动,而KATP通道开放剂diazoxide(二氮嗪,1mmol/L）则不增强通道的活动。     

三氯化铝对大鼠海马CA1区锥体细胞瞬间外向钾电流和延迟整流钾电流的影响

采用全细胞膜片钳技术,研究了三氯化铝(AlCl3)对急性分离的大鼠海马CA1区神经元钾通道的影响。结果表明,AlCl3对钾电流有明显的抑制作用,具有一定的浓度依赖性,1000μmol／AlCl3可改变IA和IX激活曲线和失活曲线的Vb和k值,使钾电流激活曲线右移,使失活曲线左移。这些结果表明AlCl3对大鼠海马CA1区神经元K^ 通道有抑制作用,它可能是铝引起中枢神经系统损伤的机制之一。     

成年大鼠海马CA1区锥体细胞K_(ATP)通道的特性

为了解成年大鼠海马CA1区锥体细胞KATP 通道的特性 ,实验采用膜片钳技术的内面向外式记录法 ,在急性分离的CA1区锥体神经元上 ,研究了可被胞浆侧ATP所抑制的钾离子单通道的特性。当细胞膜内外两侧的K 浓度均为 14 0mmol/L时 ,通道的电导为 63pS ,翻转电位为 1 71mV ,通道呈弱内向整流性。在负钳制电位时 ,通道开放时常被短时程的关闭所打断 ,而在正钳制电位时 ,这种短时程的关闭状态明显少于负钳制电位时。但通道开放概率未见明显的电压依赖性。ATP对通道活动的抑制作用呈浓度依赖性 ,抑制通道活动 5 0 %的ATP浓度为 0 1mmol/L。KATP 通道的特异性阻断剂tolbutamide (甲糖宁 ,1mmol/L)可完全阻断通道的活动 ,而KATP 通道开放剂diazoxide (二氮嗪 ,1mmol/L)则不增强通道的活动。     

二氧化硫代谢衍生物对大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响

实验采用全细胞膜片钳技术 ,研究了SO2 代谢衍生物亚硫酸钠和亚硫酸氢钠 (两者分子比为 3∶1)对大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响。结果表明 ,SO2 代谢衍生物可剂量依赖性地增大钠电流 ,剂量为 10和 10 0μmol/L时 ,钠电流分别增大 5 0 .5 9± 19.0 8%和 82 .0 6± 18.5 1%(n =15 ) ;此外还与电压呈依赖性关系 ,但不具有频率依赖性 ;10 μmol/LSO2 代谢衍生物不影响钠电流的激活过程 ,却非常显著地影响其失活过程 ,作用前后的半数失活电压分别为 - 6 9.71± 4.6 7和 - 5 3.2 7± 4.95mV (n =10 ,P <0 .0 1) ,但不改变失活曲线的斜率因子。实验结果提示 ,SO2 衍生物具有类似神经毒物的作用 ,大气SO2 污染可能与一些中枢神经系统疾病的发生有关。     

大鼠全脑缺血后海马CA1区锥体神经元L型钙通道电流的改变(英文)

已有研究表明在脑缺血期间及再灌流后早期,海马CA1锥体神经元细胞内钙浓度明显升高,这一钙超载被认为是缺血性脑损伤的重要机制之一.电压依赖性钙通道是介导正常CA1神经元钙内流的主要途径.实验观察了脑缺血再灌流后早期海马CA1锥体神经元电压依赖性L型钙通道的变化.以改良的四血管闭塞法制作大鼠 15min前脑缺血模型,在急性分离的海马CA1神经元上,采用膜片钳细胞贴附式记录L型电压依赖性钙通道电流.脑缺血后CA1神经元L型钙通道的总体平均电流明显增大,这是由于通道的开放概率增加所致.进一步分析单通道动力学显示,脑缺血后通道的开放时间变长,通道的开放频率增大.研究结果提示L型钙通道功能活动增强可能参与了缺血后海马CA1锥体神经元的细胞内钙浓度升高     

大鼠全脑缺血后海马CA1区锥体神经元L型钙通道电流的改变(英)

已有研究表明在脑缺血期间及再灌流后早期,海马CA1锥体神经元细胞内钙浓度明显升高,这一钙超载被认为是缺血性脑损伤的重要机制之一.电压依赖性钙通道是介导正常CA1神经元钙内流的主要途径.实验观察了脑缺血再灌流后早期海马CA1锥体神经元电压依赖性L型钙通道的变化.以改良的四血管闭塞法制作大鼠15 min前脑缺血模型,在急性分离的海马CA1神经元上,采用膜片钳细胞贴附式记录L型电压依赖性钙通道电流.脑缺血后CA1神经元L型钙通道的总体平均电流明显增大,这是由于通道的开放概率增加所致.进一步分析单通道动力学显示,脑缺血后通道的开放时间变长,通道的开放频率增大.研究结果提示L型钙通道功能活动增强可能参与了缺血后海马CA1锥体神经元的细胞内钙浓度升高.     

一种改进的适用于膜片钳记录的成年大鼠海马神经元急性分离法

本文建立了一种快速、可靠的急性分离成年大鼠海马神经细胞的方法。此法可将实验大鼠的年龄提高到500d以上,体重300g以上;不损伤神经细胞膜的电学特性：形态上有差异的细胞易于分辨。用膜片钳技术的单通道和全细胞模式证实,在本实验条件下,约95％左右的健康细胞均能形成高阻抗封接,并成功地记录了电压依赖性钾、钠、钙通道,外向整流氯通道和大电导的钙激活钾通道电流。     

Kv4.2通道电流与大鼠海马神经元瞬间外向钾电流特性的比较

本研究比较了转染的Kv4.2钾电流与原代培养大鼠海马神经元上瞬间外向钾电流(IA)动力学特征。实验采用瞬时转染,细胞培养和全细胞膜片钳记录等方法。结果表明:转染的Kv4.2通道电流和海马神经元上IA均具有明显的A型电流特征。海马神经元IA的半数最大激活电位和斜率因子分别为-10.0±3.3 mV和13.9±2.6 mV;半数最大失活电位和斜率因子分别为-93.0±11.4 mV和-9.0±1.5 mV;失活后再激活恢复时间常数(T)为27.9±14.1 ms。Kv4.2的半数最大激活电位和斜率因子分别为-9.7±4.1 mV和15.8±5.7 mV;半数最大失活电位和斜率因子分别为-59.4±12.2 mV和8.0±3.1 mV;Kv4.2的灭活后再激活的恢复时间常数τ为172.8±10.0 ms。结果提示:Kv4.2通道电流可能是海马神经元上的IA电流的主要成分,但不是唯一成分。     

短暂脑缺血大鼠海马CA1区锥体细胞大电导Ca2+依赖K+通道活动降低

短暂脑缺血可对随后的损伤性脑缺血表现出明显的耐受.有研究表明大电导Ca2+依赖K+(BKCa)通道活动增强参与了缺血性脑损伤.采用膜片钳的内面向外式,观察了3 min短暂脑缺血后6 h、24 h以及48 h大鼠海马CA1区锥体细胞上BKCa通道活动的动态变化.短暂脑缺血后BKCa通道的单通道电导和翻转电位均未见明显变化,但通道的开放概率则在缺血预处理后的前24 h内显著降低.通道动力学分析显示通道关闭时间变长是短暂脑缺血后通道活动降低的主要原因,因为通道的开放时间未发生明显变化.结果提示短暂脑缺血所致的BKCa通道活动降低可能与缺血耐受的产生有关.     

短暂脑缺血大鼠海马CA1区锥体细胞大电导Ca2+依赖K+通道活动降低(英)

短暂脑缺血可对随后的损伤性脑缺血表现出明显的耐受.有研究表明大电导Ca²⁺依赖K⁺（BK_Ca）通道活动增强参与了缺血性脑损伤.采用膜片钳的内面向外式,观察了3 min短暂脑缺血后6 h、24 h以及48 h大鼠海马CA1区锥体细胞上BK_Ca通道活动的动态变化.短暂脑缺血后BK_Ca通道的单通道电导和翻转电位均未见明显变化,但通道的开放概率则在缺血预处理后的前24 h内显著降低.通道动力学分析显示通道关闭时间变长是短暂脑缺血后通道活动降低的主要原因,因为通道的开放时间未发生明显变化.结果提示短暂脑缺血所致的BK_Ca通道活动降低可能与缺血耐受的产生有关.     

Hypoxic Excitability Changes and Sodium Currents in Hippocampus CA1 Neurons

1. The objective of the present study was to distinguish if inhibition of neuronal activity by hypoxia is related to a block of voltage-gated Na+ channels. 2. The effect of chemical hypoxia induced by cyanide (0.5 mM, 10 min perfusion) was studied with patch-clamp technique in visualized intact CA1 pyramidal neurons in rat brain slices. Action potentials were elicited in whole cell current-clamp recordings and the threshold was estimated by current pulses of 50-ms duration and incremental amplitudes (n = 31). The effect of cyanide on the Na+ current and conductance was studied in voltage clamp recordings from cell-attached patches (n = 13). 3. Cyanide perfusion during 10 min increased the threshold for excitation by 73 +/- 79 pA (p = 0.001), which differed from the effect in control cells (11 +/- 41 pA, ns). The change in current threshold was correlated to a change in membrane potential (r = -0.88, p < 0.0001). Cyanide had no significant effect on the peak amplitude, duration, or rate of rise of the action potential. 4. Cyanide perfusion did not change the Na+ current size, but caused a small decrease in ENa (-17 +/- 22 mV, ns) and a slight increase in Na+ conductance (+14 +/- 26%, ns), which differed (p = 0.045) from controls (-19 +/- 23 %, ns). 5. In conclusion, chemical hypoxia does not cause a decrease in Na+ conductance. The decreased excitability during hypoxia can be explained by an increase in the current threshold, which is correlated with the effect on the membrane potential.     

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.     

Spontaneously Opening GABAA Channels in CA1 Pyramidal Neurones of Rat Hippocampus

Spontaneous, single channel, chloride currents were recorded in 48% of cell-attached patches on neurones in the CA1 region of rat hippocampal slices. In some patches, there was more than 1 channel active. They showed outward rectification: both channel conductance and open probability were greater at depolarized than at hyperpolarized potentials. Channels activated by γ-aminobutyric acid (GABA) in silent patches on the same neurones had similar conductance and outward rectification. The spontaneous currents were inhibited by bicuculline and potentiated by diazepam. It was concluded that the spontaneously opening channels were constitutively active, nonsynaptic GABA_A channels. Such spontaneously opening GABA_A channels may provide a tonic inhibitory mechanism in these cells and perhaps in other cells that have GABA_A receptors although not having a GABA_A synaptic input. They may also be a target for clinically useful drugs such as the benzodiazepines. Received: 31 August 1999/Revised: 2 November 1999     

弱激光对大鼠海马神经元钠通道特性的影响

利用波长670nm、功率5mW的半导体激光器照射急性分离的大鼠海马CA3区锥体神经元,应用全细胞膜片钳技术研究其电压门控Na 通道的特性.实验发现:弱激光作用5min时,Na 通道激活电位和峰值电位开始向负电位方向移动,7min激光作用达稳定;激光照射对Na 通道电流峰值无影响,对照组和激光照射组峰值电流密度分别为(-383.51±26.93)pA/pF和(-368.36±33.14)pA/pF(n=8,P>0.05);激光作用降低了Na 通道的激活阈值电位和峰值电位,对照组通道电流在-40mV激活,-30mV达峰值,激光照射组通道电流在-60mV激活,-40mV达峰值;激光照射改变了Na 通道半数激活电压和斜率因子,对照组和激光照射组的半数激活电压分别为(-42.091±1.537)mV和(-54.971±1.846)mV(n=8,P<0.01),斜率因子分别为(1.529±0.667)mV和(2.634±0.519)mV(n=8,P<0.05).结果表明,弱激光照射海马神经元可改变Na 通道的激活特性,从而影响动作电位的去激化过程,进而会引起神经元细胞生理功能发生变化.