共聚焦显微术测定大鼠和黄鼠心肌细胞游离Ca2+浓度与温度的关系

运用共聚焦激光扫描显微成像术对比研究非冬眠动物大鼠和冬眠动物黄鼠心肌细胞胞内Ca2+浓度 ([Ca2+]i) 随温度的变化.首先标定了不同温度下Ca2+探针indo-1的解离常数,提出并证明按α定态设定标定溶液pH值的必要性.细胞荧光分析显示,大鼠心肌细胞[Ca2+]i随温度降低显著上升,低温下频繁出现自发钙波,胞内发生钙超载;相比较冬眠动物黄鼠心肌细胞[Ca2+]i在相同条件下保持稳定,避免发生钙超载.认识其中的钙稳态机制可能对有关医学问题有潜在的指导意义.     

大鼠结肠平滑肌细胞的钙库操纵性通道

目的:探讨大鼠结肠平滑肌细胞是否存在钙库操纵性通道(SOC)。方法:荧光探针Fura-2/AM标记细胞内游离Ca2+后,用荧光分光光度计检测毒胡萝卜素(thapsigargin)和咖啡因(caffeine)耗竭胞内钙库后激活的SOC通道对酶解分离的大鼠结肠平滑肌细胞[Ca2+]i的影响。结果:在无Ca2+缓冲液中,thapsigargin(1μmol/L)以及caf-feine(10 mmol/L)分别使[Ca2+]i由静息时(68.32±3.43)nmol/L升高至(240.85±12.65)nmol/L(、481.25±34.77)nmol/L,继之,向细胞外液中引入两种浓度的Ca2+(1.5 mmol/L和3.0 mmol/L),导致[Ca2+]i进一步升高,分别为(457.55±19.80)nmol/L、(1005.93±54.62)nmol/L;(643.88±34.65)nmol/L、(920.16±43.25)nmol/L。且上述升高效应对维拉帕米(verapamil,5μmol/L)以及KCl引起的细胞膜去极化不敏感,但可被La3+(1 mmol/L)抑制。结论:在酶解分离的大鼠结肠平滑肌细胞上,存在胞内钙库耗竭激活的SOC通道,为支持在电兴奋性细胞上存在库容性Ca2+内流提供了实验和理论依据。     

白藜芦醇降低大鼠心室肌细胞内游离钙浓度

实验旨在研究白藜芦醇(resveratrol)对大鼠心室肌细胞内钙浓度(intracellular calcium concentratoin,[Ca2+]i)的影响.应用激光共聚焦显微镜技术记录心室肌细胞内的钙荧光强度.结果表明在正常台氏液和无钙台氏液中,白藜芦醇(15～60μmol/L)呈浓度依赖性地降低[Ca2+]i.蛋白酪氨酸磷酸酶抑制剂正钒酸钠(sodium orthovanadate,1.0 mmol/L)和L型Ca2+通道激动剂Bay K8644(10 μmol/L)可部分抑制正常台氏液中白藜芦醇的效应.但NO合酶阻断剂L-NAME(1.0 mmol/L)对白藜芦醇的作用无影响.白藜芦醇也能明显抑制无钙台氏液中由低浓度ryanodine(1.0 nmol/L)引起的[Ca2+]i增加.当细胞外液钙浓度由1 mmol/L增加到10 mmol/L而诱发心室肌细胞钙超载时,部分心室肌细胞产生可传播的钙波,白藜芦醇(60 μmol/L)可降低钙波的传播速度和持续时间,最终阻断钙波.结果提示,白藜芦醇能够降低心室肌细胞内游离钙浓度,此作用可能与其抑制电压依赖性Ca2+通道、酩氨酸激酶和肌浆网内钙释放有关.     

八肽胆囊收缩素激活钙离子通道和酪氨酸激酶诱导豚鼠心肌细胞内的游离钙增高

探讨八肽胆囊收缩素(CCK-8)对豚鼠单个心肌细胞内游离钙浓度([Ca2+]i的影响及其信号转导机制.Fluo 3-AM标记酶消化法分离的单个心室肌细胞,用激光共聚焦显微镜测定细胞内[Ca2+]i的浓度.[Ca2+]i的变化用荧光强度(Fi)和相对荧光强度(Fi/F0%)表示.实验结果如下(1)在含Ca2+1.0 mmol/L的Tyrode's液中,CCK-8(1～104pmoVL)均可引起[Ca2+]i快速显著上升(P＜0.01).(2)用钙离子鳌合剂EGTA(3 mmol/L)和钙离子通道阻断剂nisoldipine(0.5μmol/L)预孵育心肌细胞5 min,CCK-8(102pmol/L)仅可引起[Ca2+]i缓慢轻度上升(P＜0.01).(3)用非选择性CCK受体拮抗剂丙谷胺(proglumide 6μmo1/L)或酪氨酸激酶抑制剂genistein(1 μmol/L)预孵育心肌细胞5 min,则完全抑制CCK-8诱导的[Ca2+]i升高(P＜0.01).CCK-8可通过激活其受体控制的Ca2+通道,引起Ca2+内流,诱导细胞内Ca2+释放,引起豚鼠单个心肌细胞内[Ca2+]i上升,此作用可能由酪氨酸激酶介导.     

胍丁胺对大鼠心室肌细胞内游离钙浓度的影响

本研究旨在观察胍丁胺 (agmatine ,Agm)对分离大鼠心室肌细胞内游离钙浓度 ( [Ca2 +]i)的影响。用酶解方法分离大鼠心室肌细胞 ,用Fluo 3 AM负载 ,然后用激光共聚焦法测定单个心室肌细胞 [Ca2 +]i 的荧光强度 (fluorescenceintensity ,FI) ,结果以FI或相对荧光强度 (F/F0 % )表示。实验结果表明 ,在正常台氏液 (含钙 1 0mmol/L)和无钙台氏液中 ,单个大鼠心室肌细胞的荧光密度分别为 12 8 8± 13 8和 119 6± 13 6,两者无差异。Agm 0 1、1和 10mmol/L浓度依赖性地显著降低细胞的钙浓度 ;在正常台氏液中加入EGTA 3mmol/L ,Agm同样降低细胞的钙浓度。KCl 60mmol/L ,PE 3 0 μmol/L ,和Bay K 864 410 μmol/L均升高心室肌细胞的[Ca2 +]i。Agm同样降低高浓度KCl、Bay K 864 4和PE诱发的心室肌细胞 [Ca2 +]i 升高。当细胞外液钙浓度由 1mmol/L增加到 10mmol/L时 ,诱发心室肌细胞钙超载 ,同时部分心室肌细胞产生可传播的钙波 (Ca2 +wave) ,Agm 1mmol/L降低钙波的传播速度和持续时间 ,最终阻断钙波。以上结果提示 ,Agm对心室肌细胞的胞浆[Ca2 +]i具有抑制作用 ,此作用通过阻断电压依赖性钙通道而实现 ;并可能与抑制大鼠心室肌细胞内钙释放有关     

肿瘤坏死因子-α诱导心肌肥大中CaN信号通路的作用

目的:研究钙调神经磷酸酶(CaN)信号通路在肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导心肌细胞肥大中的作用。方法:Lowry法测心肌细胞蛋白含量;计算机图象分析系统测心肌细胞体积;[3H]-亮氨酸掺入法测心肌细胞蛋白合成;Till阳离子测定系统观察胞内[Ca2+]i瞬变;Western blot法测定CaN的表达。结果:①CaN特异性抑制剂CsA(0.2μmol/L)明显抑制TNF-α(100μg/L)诱导的心肌细胞蛋白含量、蛋白合成和细胞体积增大,但对正常心肌细胞生长无影响。②CaN特异性抑制剂CsA(0.2μmol/L)明显降低TNF-α诱导的心肌细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)瞬变幅度增高。③TNF-α明显增强心肌细胞内CaN的表达。结论:TNF-α可能通过引起心肌细胞[Ca2+]i升高,促进CaN表达诱导心肌细胞肥大。     

Ca~(2+)信号在肿瘤坏死因子-α诱导心肌肥大PI3-K信号途径中的作用

目的:研究Ca2+信号在肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导心肌细胞肥大PI3-K信号途径中的作用。方法:Lowry法测心肌细胞蛋白含量;计算机图像分析系统测心肌细胞体积;[3H]-亮氨酸掺入法测心肌细胞蛋白合成;Till阳离子测定系统观察胞内[Ca2+]i瞬变。结果:①TNF-α(100μg/L)明显诱导心肌细胞蛋白含量、蛋白合成及体积的增加,PI3-K特异性抑制剂LY294002(50μmol/L)明显抑制TNF-α诱导的心肌肥大,但对正常心肌细胞生长无影响。L型Ca2+通道阻断剂verapamil(1μmol/L)对TNF-α诱导的心肌肥大无明显影响。②TNF-α引起心肌细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)瞬间变化幅度增高,LY294002明显降低TNF-α诱导的上述改变,L型Ca2+通道阻断剂verapamil(1μmol/L)对TNF-α引起的变化无明显影响。结论:PI3-K可能通过引起心肌细胞[Ca2+]i升高参与TNF-α诱导的心肌细胞肥大,但与L型Ca2+通道无关。     

用Fura-2/AM测定肺炎链球菌粘附A549细胞后胞浆游离钙离子浓度

目的 :通过体外实验 ,研究肺炎链球菌 (Streotococcus pneumoniae,S.pn)是否可触发肺 型上皮细胞 (A5 49)胞浆 [Ca2 +] i 浓度的改变。方法 :用 F ura-2 /AM荧光探针负载 A5 49细胞后测定 S.pn粘附A5 49细胞 3 0、60、90 min的胞内 [Ca2 +] i 浓度。结果 :S.pn粘附 A5 49细胞 3 0、60、90 min后的胞内 [Ca2 +] i均高于对照 [(187.4± 17.3 ) nmol/L ] ,并达到饱和 ,分别为 (4 87.5± 3 8.1)、(5 48.2± 3 5 .6)、(5 5 7.2± 47.5 )nmol/L。结论 :上述结果提示 S.pn粘附 A5 49细胞可增加胞浆内 [Ca2 +] i 浓度     

谷氨酸、NMDA 和吗啡对培养大鼠星形胶质细胞内钙振荡的影响

目的:研究谷氨酸、NMDA、吗啡对原代培养的大鼠星形胶质细胞的胞内钙信号的影响及受体作用机制.方法:利用Leica AF6000活细胞工作站,检测谷氨酸、NMDA、吗啡分别灌流前后Fura-2/AM加载的星形胶质细胞内钙信号的动态变化,进一步观 察分别阻断代谢性谷氨酸受体5 (mGluR5)、NMDA受体(NMDA receptor,NMDAR)和阿片μ受体对诱导的胞内钙振荡的影响.结果:谷氨酸、NMDA、吗啡均可明显升高胞内游离钙的浓度([Ca2+]i),而将其相应受体拮抗后,星形胶质细胞[Ca2+]i升高的现象可以被显著抑制.结论:离体培养的星形胶质细胞膜上存在mGluR5、NMDAR和阿片μ受体,这些受体的激活可以升高星影胶质细胞的[Ca2+]i,且这些受体依赖的[Ca2+]i的调控机制可能是星形胶质细胞与神经元交互作用的重要途径之一.     

小凹蛋白-1下调人脐静脉内皮细胞外钙敏感受体介导的钙内流

为了探讨小凹蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)在人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)细胞外钙敏感受体(extracellular Ca2+-sensing receptor,CaR)介导Ca2+内流中的作用,本实验研究了细胞膜穴样凹陷(caveolae)结构破坏剂Filipin或Cav-1基因沉默后对CaR介导Ca2+内流的影响。Fura-2/AM负载检测细胞内Ca2+浓度(intracellular Ca2+ concentration,[Ca2+]i)。结果显示,HUVECs中CaR对不同浓度细胞外Ca2+刺激无反应。无论细胞外为零钙液或含钙液时,精胺(Spermine,2mmol/L)刺激CaR时均引起[Ca2+]i升高(P<0.05),其中细胞外液为含钙液时,[Ca2+]i升高较细胞外为零钙液时更明显(P<0.05),CaR的负性变构调节剂Calhex231(1μmol/L)均可完全阻断Spermine刺激引起的[Ca2+]i升高(P<0.05);相反,Spermine升高[Ca2+]i作用可被Filipin(1.5μ...     

细胞松弛素B和鬼笔环肽对梨花粉管钙离子浓度和尖端钙离子通道的影响

应用激光共聚焦显微镜和全细胞膜片钳技术研究了微丝骨架解聚剂细胞松弛素B(CB)和稳定剂鬼笔环肽(PD)对梨花粉管细胞内钙离子浓度动态变化和尖端质膜上钙离子通道的影响。结果显示:CB处理能促进花粉管内胞质钙离子[Ca2+]i浓度增加,同时还能激活质膜上的钙离子通道;而PD处理对花粉管内[Ca2+]i浓度及钙离子通道几乎没有影响。研究表明,微丝骨架的解聚激活了花粉管质膜上的钙离子通道,使得胞外钙离子大量流入,胞内钙离子浓度升高,从而抑制花粉管生长。     

丹参酮ⅡA调节microRNA-1保护缺氧心肌细胞的作用研究

目的:研究丹参酮Ⅱ A(TanshinoneⅡA)通过调节microRNA-1抗心肌细胞缺氧损伤的作用。方法:原代培养新生大鼠心肌细胞,建立心肌细胞缺氧模型。MTT法检测心肌细胞存活率(%);TUNEL、流式细胞术测心肌细胞凋亡率;激光共聚焦检测心肌细胞内钙离子[Ca2+]i浓度的变化情况。结果:MTT结果显示丹参酮ⅡA对缺氧心肌细胞及过表达miR-1引起心肌细胞损伤具有保护作用。丹参酮ⅡA增加了缺氧心肌细胞的存活率(P0.05),同时给予丹参酮ⅡA和miR-1组与单独miR-1损伤组相比较,存活率也明显升高,呈现剂量依赖性。TUNEL结果显示丹参酮ⅡA可以抑制缺氧诱导的细胞凋亡,丹参酮ⅡA可以明显降低由缺氧导致的细胞凋亡率(P0.05)。共聚焦检测结果显示,缺氧损伤的心肌细胞内[Ca2+]i显著升高1322.72±5.16(vs正常对照组,P0.05),丹参酮ⅡA则有效抑制由缺氧引起过高的[Ca2+]i。miR-1诱导的细胞内[Ca2+]i升高至1349.33±62.63,约为正常对照组的1.96倍,而丹参酮ⅡA则有效抑制胞内过高的[Ca2+]i,从而发挥心肌保护作用。结论:丹参酮ⅡA可能是通过抑制胞内miR-1的表达,参与对钙离子浓度的调控,发挥其对心肌细胞的保护作用。     

脱氢紫堇碱对正常和低氧豚鼠心肌细胞内钙的影响

目的 :探讨脱氢紫堇碱 (dehydeocorydaline,DHC)及维拉帕米 (verapamil,Ver)对豚鼠心肌细胞内游离钙浓度([Ca2 + ] i)变化的影响。方法 :采用离体豚鼠心脏Langendorff法灌注 ,用荧光指示剂方法 (Fure 2 /AM)标记心肌([Ca2 + ] i)变化。观察低氧后心肌 [Ca2 + ] i 的变化。结果 :①正常氧状态心肌 [Ca2 + ] i 均值为 (1 2 0 .5± 8.3)nmol/L(n =2 0 ) ;②正常氧条件下 ,DHC、Ver均使心肌 [Ca2 + ] i 明显下降。 (3)低氧状态下 ,心肌 [Ca2 + ] i 增加与缺氧时间(程度 )直线相关 (r=0 .98)。④DHC对低氧后心肌 [Ca2 + ] i 增加明显减缓。结论 :DHC在正常氧、低氧条件下阻止心肌细胞内钙超载 ,我们认为DHC可能提高心肌细胞的自我保护作用     

亚油酸刺激胰岛β细胞胞浆游离钙水平升高的机制

为明确亚油酸影响胰岛β细胞的胞浆游离钙水平([Ca2+]i)的作用和机制,本研究运用胶原酶灌注消化法原代培养大鼠胰岛细胞,使用钙离子荧光指示剂Fluo-3负载细胞后在共聚焦显微镜下观察Fluo-3荧光强度以反映[Ca2+]i变化,灌流给药观察亚油酸等药物的作用,记录结束后采用免疫细胞化学染色方法鉴定β细胞。结果显示,亚油酸(20μmol/L)刺激β细胞[Ca2+]i升高,表现为最初的峰型升高和随后的较为持久的平台期升高。平台期升高可被去除细胞外液中Ca2+所阻断,也可被瞬时受体电位(transient receptor potential,TRP)通道的阻断剂La3+所抑制,峰型升高和平台期升高均被耗竭细胞内钙库的Ca2+或者抑制磷脂酶C活性所阻断。结果表明,亚油酸通过刺激β细胞内钙库的Ca2+释放和激活TRP通道,导致[Ca2+]i升高。     

内皮素-1通过L-型钙通道的Ca~(2+)内流和钙致钙释放诱导心肌细胞内[Ca~(2+)]的增加

本研究利用fura-2-AM荧光成像和膜片钳技术,发现内皮素-1(Endothelin-1,ET-1)可显著提高大鼠分离心肌细胞内钙离子水平([Ca2+]i),激活心肌细胞钙通道.ETA受体阻滞剂BQ123能够消除ET-1提高[Ca2+]i的效应,而ETB受体阻滞剂BQ788对该效应无影响.用ryanodine受体阻断剂ryanodine(10 μmol/L)预处理,可以使ET-1诱导的[Ca2+]i的增加抑制46.7%.蛋白激酶A(PKA)的抑制剂、蛋白激酶C(PKC)的抑制剂和血管紧张素Ⅱ一型受体(AT1 receptor)的抑制剂都能够抑制ET-1诱导的[Ca2+]i的增加.本研究发现ET-1能够提高全细胞L-型钙通道电流的幅度,增加L-型钙通道单通道的开放概率.并且BQ123完全阻止了ET-1诱导的L-型钙通道开放概率增加的效应.本研究证明了ET-1通过一系列机制调节钙超载,包括L-型钙通道的激活,钙致钙释放(CICR),ETA受体,PKC,PKA和血管紧张素Ⅱ一型受体也参与到了这个途径中.     

大黄素影响巨噬细胞升高[Ca~(2+)]_i和释放TNF-a的作用特征

为了研究大黄素(emodin)对正常的和细菌脂多糖(LPS)刺激的大鼠腹腔巨噬细胞(PM准)释放肿瘤坏死因子琢(TNF-琢)和升高[Ca2+]i的影响,应用L929细胞系和MTT法检测TNF-琢量,同时用激光共焦扫描显微术检测单细胞[Ca2+]i变化动力学。结果显示大黄素能轻度促进正常PM准释放TNF-琢,并发现大黄素诱发PM准[Ca2+]i变化呈振荡波模式。大黄素显著抑制LPS刺激PM准过度释放TNF-琢和升高[Ca2+]i,10-5mol/L大黄素抑制了10mg/LLPS刺激的TNF-琢峰值的50%和[Ca2+]i峰值的68%。LPS诱发PM准[Ca2+]i变化呈现高幅值的“平台期”,大黄素使之转变为低幅值的波动变化。以上结果说明,大黄素对PM准释放TNF-琢和升高[Ca2+]i表现出的双向调节作用之间有一定的相关性,大黄素对LPS诱发的[Ca2+]i升高的调制,可能是抑制LPS刺激PM准释放TNF-琢的信号传导通路中的重要环节。     

牛磺酸对大鼠脑神经细胞内钙稳态的影响

目的和方法 :利用激光扫描共聚焦显微镜和双波长荧光分光光度计 ,分别观察牛磺酸对无血清培养的单个海马神经细胞和分散的新生大鼠脑神经细胞内Ca2 浓度 ([Ca2 ]i)的影响 ,并探讨牛磺酸调节神经细胞内钙稳态的作用机理。结果 :牛磺酸主要通过刺激细胞内钙库释放 ,在一定剂量范围内 (0 .0 2～ 6 .4mmol/L)使神经细胞[Ca2 ]i 轻微升高 ,在 0 .4mmol/L时的升钙作用最大 (升钙百分率为 12 .2 0 %± 1.2 4% )。在测定介质中加入钙离子载体A2 3187(10 μmol/L) ,使神经细胞内的钙离子浓度升高 ,若此时加入牛磺酸 (1.6mmol/L) ,则神经细胞内钙离子的浓度下降。结论 :牛磺酸对细胞内钙离子有双向调节作用 ,牛磺酸可能是通过对钙稳态的调节作用来阻止细胞内钙超载 ,保护神经细胞、并发挥其增强动物学习记忆等方面功能的。     

蝙蝠葛碱拮抗缓激肽引起的钙稳态改变 及细胞骨架蛋白的异常磷酸

为研究蝙蝠葛碱 (dauricine , Dau) 拮抗缓激肽 (bradykinin , BK) 诱导的 Alzheimer 样钙稳态失衡及细胞骨架蛋白异常磷酸化的作用,采用双波长荧光分光光度计测定细胞内钙离子浓度 ([Ca2+] i) ,用 MTT 法检测细胞代谢水平,用免疫组织化学方法观察 tau 蛋白表达和磷酸化 . 结果表明,Dau (3 μmol/L , 6 μmol/L) 可抑制 BK 诱导的 [Ca2+]i 升高,保护 BK 引起的神经元代谢降低,拮抗 BK 引起的 tau 蛋白异常磷酸化和聚集 . 结果提示： Dau 可拮抗 BK 诱导的 Alzheimer 样钙稳态失衡及细胞骨架蛋白异常磷酸化的作用 .     

糖皮质激素快速抑制气道平滑肌游离钙升高与磷脂酶C活性的关系

目的:本实验通过对平滑肌细胞行GCs快速预处理,拟证实糖皮质激素对平滑肌细胞内[Ca2+]i浓度升高有快速抑制作用,并初步探讨该现象的可能分子机制。方法:原代培养的大鼠平滑肌细胞,应用Fura-2/AM显微荧光检测技术,检测肌细胞内[Ca2+]i在受到激动剂刺激后的浓度变化;比较不同浓度地塞米松预处理后10min与对照组之间游离钙上升情况的区别。用Western blot方法,分析气道平滑肌细胞内抑制型磷脂酶C(phospho-PLCβ-ser1105)含量的变化。设立RU486及CHX对照组,排除基因组作用在该反应中的影响。结果:GCs温浴10min,能够明显降低乙酰胆碱引起的ASMCs细胞内[Ca2+]i峰值。并能够明显上调ASMCs内抑制型PLC含量。这些反应不受RU486和CHX影响。结论:GCs能够通过非基因组作用快速抑制刺激物引起的气道平滑肌的收缩反应,这一效应的实现可能是通过抑制PLC分子活性,使其下游的[Ca2+]i浓度降低实现的。     

普罗托品对大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞内游离钙浓度和蛋白激酶C活性的影响

本实验室先前的研究已证实,普罗托品(protopine,Pro)舒张家兔主动脉的作用,可能与其增加血管平滑肌细胞内cAMP和cGMP水平有关.为了深入探讨Pro的扩血管作用机制,实验采用等张收缩记录大鼠离体血管条张力,利用Fura-2/AM负载的大鼠胸主动脉培养细胞直接测定细胞内游离Ca2+浓度([Ca2+]i),并应用同位素γ-32p-ATP催化活性法测定蛋白激酶C(PKC)活性等方法,分别观察了Pro的相关效应.结果表明,Pro(30和100 μmol/L)明显降低去甲肾上腺素(NA)和高钾所致的动脉条收缩幅度,使二者的量效曲线呈非平行右移,最大反应压低;pD2'值分别为3.7±0.25和3.97±0.15;Pro(50和100μmol/L)对静息状态下[Ca2+]i没有任何影响,但对NA和高钾引起的[Ca2+]i升高均有明显抑制作用;Pro(30和100 μmol/L)对未经NA处理血管条的胞浆和胞膜PKC活性均无明显影响;但在NA预处理的血管条,Pro使NA所升高的胞浆内PKC的活性趋于降低,而明显升高胞膜PKC的活性,对PKC的总活性无明显影响.结果提示,在有NA存在的情况下,Pro似能促使PKC从胞浆向细胞膜转移,其扩血管效应似为其降Ca2+作用、升高cAMP和cGMP的作用及其对PKC影响等几方面的综合结果.