辣椒素及其受体

可以感受痛觉刺激的初级感觉神经元的周围末梢被称为伤害性感受器。这些小直径神经元的末梢可将化学、机械和热刺激信号转化为动作电位,并将这些信息上传到中枢,最后使机体产生痛觉或不舒服的感受。但到目前为止,人们对这些可探测到伤害性刺激的分子所知甚少。1997年成功克隆的辣椒素受体亚型1（vanilloid receptor subtype1,VR1)是近年来科学家们研究的“热点分子”,它是表达于伤害性感受器上的非选择性阳离子通道,已有诸多证据表明其可探测和整合诱发痛觉的化学和热刺激信号,基因敲除小鼠的研究分析也有力证明了该离子通道参与了疼痛及组织损伤后痛觉过敏的产生,而且是热诱发疼痛发生过程的关键分子。     

猫扣带回前部躯体伤害性与非伤害性感受神经元膜电学特性的对比

应用在体微电极胞内电位记录技术分别向猫扣带回前部躯体伤害性感受神经元与非伤害性感受神经元内注入波宽50ms、不同强度(-5 n A~+5 n A)的系列超级化或去极化电流,记录神经元的膜电学反应,计算膜电学参数。通过对比躯体伤害性与非伤害性感受神经元的膜电学特性,从该侧面为深入了解该脑区躯体伤害性感受的特性及机制提供实验依据。在57只猫扣带回前部共记录了188个神经元,其中172个为躯体伤害性感受神经元(91.5%),另外16个为躯体非伤害性感受神经元(8.5%)。结果表明:躯体伤害性与非伤害性感受神经元的注入电流(I)-膜电位(V)曲线都为"S"型;注入电流强度的绝对值≤1n A时,躯体伤害性与非伤害性感受神经元I-V曲线的I与V均呈线性相关(r都为0.99);而注入电流强度的绝对值1 n A时,两者均呈现内向或外向整流作用;但是,与躯体非伤害性感受神经元相比,躯体伤害性感受神经元的整流作用较大,对刺激的适应性较低,诱发放电的频率较高(P0.01),并且,随注入的去极化电流强度的逐渐增大,放电频率变化也较大;另外,躯体伤害性感受神经元的膜电阻、膜电容、时间常数也明显大于躯体非伤害性感受神经元(P0.05或P0.01)。这些结果提示扣带回前部躯体伤害性与非伤害性感受神经元在直径大小、细胞膜结构等方面存在差异。     

活体钙成像技术揭示初级感觉神经元具有“模态特异”的反应特性

<正>痛觉或伤害性感受是人类保护自身,防止损伤的一种重要功能,其中,位于背根神经节的初级感觉神经元是机体对对伤害性刺激作出反应的"第一站"。多年来,以电生理记录为主的离体或在体研究结果均显示,背根神经节中的小直径神经元(约占总数的70%)可以同时对机械、冷和热等多种形式的刺激发生反应,也就是说,小直径神经元或由其形成的C类伤害性     

利用果蝇心力衰竭模型筛选果蝇第2号染色体缺失系

果蝇心脏一直以来都是研究心血管发育的极好模型,许多控制心脏分化和特化的调控基因和信号途径从果蝇到哺乳动物都是保守的.由于近年心力衰竭的发病率不断升高,我们最近又建立了果蝇心力衰竭模型用于大规模筛选和鉴定心力衰竭的相关基因.在这个模型中,适龄的成体果蝇被整齐排列在导电的载玻片上,通过电极短暂刺激30s,使果蝇的心跳频率由正常的3Hz增加到6Hz,停止后检测果蝇心率恢复情况,不能恢复正常心跳频率或出现纤维性震颤的果蝇视为心力衰竭.该模型可以在短期内大规模筛选到与心力衰竭相关的基因.利用此心力衰竭模型,我们筛选了164个果蝇2号染色体缺失系,获得33个候选缺失系.这些候选缺失系的心衰率要么与野生型品系相比差异显著,要么与tinman或panier突变系相比差异显著,提示这些缺失系中可能含有与心力衰竭相关的调控基因.     

刺激皮肤感受野对大鼠多觉型伤害性感受器诱发放电的影响

在大鼠尾部,重复压力刺激皮肤感受野,当间隔时间小于2min时,多觉型伤害性感受器的单位放电数随间隔时间的缩短而减少。压力与辐射热交叉刺激同一感受野,随后刺激的放电数也显著减少。皮下注射致痛剂引起持续性放电的背景上,分别向感受野施加按压、辐射热或电针刺激,随着放电增多后出现一个放电减少的过程。刺激支配尾部的交感神经则使减少的放电显著增多。结果表明,多觉型伤害性感受器受到刺激兴奋后有个感受性降低的过程。本文讨论了这一过程在按摩、针灸缓解痛机制中的可能作用。     

果蝇求偶行为的影响因素及其分子基础

果蝇Drosophila melanogaster Meigen是进行行为遗传学研究的极好材料。果蝇的雄性求偶行为已经被作为行为遗传学研究的模式。文章简要介绍近年来在遗传和分子水平上对果蝇性信息素和求偶行为的研究进展,尤其是突变体在果蝇行为遗传学研究中的应用。通过对果蝇求偶行为的分析,分别介绍果蝇的性信息素及视觉、听觉、嗅觉和味觉相关基因在果蝇求偶和交配行为过程中的作用。     

热休克蛋白和蛋白水解酶与生物的应激反应

1962年,法国学者Ritossa在研究果蝇多线染色体时发现,果蝇一旦经热或化学处理,就会诱导其多线染色体产生一些特异的染色体膨大,即激活一些基因的表达。这些基因的表达产物热休克蛋白(HSP)已被纯化,基因也逐渐被分离。以后进一步研究发现,几乎所有生物,当受到各种应激因子(生物、生理、物理、化学等)刺激时,其细胞和生物体会合成一套保守的多肽即热休克蛋白,从而保护生物免受应激     

猫脊髓背角双投射神经元的外周传入特性

电刺激猫颈髓背索和背外侧索可双重地逆向激动同侧腰骶髓背角神经元。该神经元对非伤害性和伤害性皮肤刺激发生反应;对电刺激其感受野的反应具有单突触性、低阈值和传导快等特征;该神经元的突触前和突触后纤维的传导速度相似,但不具正变关系。结果表明,SCT-DCPS神经元具有低阈机械感受型和广动力范围型两种生理学模型;从A_β传人接受输入并与之构成单突触联系;其突触前纤维直径与突触后纤维直径之间不具匹配关系。     

果蝇热激蛋白的研究进展

热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)是生物体受到应激刺激时诱导产生的一组保守性蛋白,普遍存在于各种生物体中。近年来,果蝇Drosophila作为生命科学与人类疾病研究的重要模式生物,其热激蛋白的研究取得了许多新的进展。文章对果蝇热激蛋白的类别、热激蛋白基因的表达调控机制、热激蛋白的分子伴侣功能、调节细胞存亡和影响发育及寿命等相关生物学功能进行综述,并对热激蛋白在神经退行性疾病治疗中的应用前景作展望。     

刺激交感神经对大鼠多觉型伤害性感受器诱发和自发放电的不同作用

多觉型伤害性感受器是皮肤内专一性较强的痛觉感受器。本实验用剥制神经细束的技术,引导大鼠尾神经C类纤维的传入放电反映多觉型伤害性感受器的活动,以判定刺激交感神经对外周痛觉感受过程的调制作用。测试了57个该类感受器的单位放电,发现下述两个主要事实:(1)刺激腰骶部交感干外周端,可以显著抑制伤害性刺激(包括机械压力,直流电-钾离子,热烫等)诱发的多觉型伤害性感受器的单位放电,其作用出现较快,可使放电数减少1/3左右,后作用延续十多分钟。局部动脉注射去甲肾上腺素也产生类似的抑制效应。从而证实交感神经具有抑制痛觉感受器的作用。(2)交感神经对部分多觉型伤害性感受器活动的调制具有双重作用的特点,即对同一单位因外加刺激引起的诱发放电有抑制作用,对其自发放电则有易化作用。讨论了交感神经这一双重作用的临床意义以及针刺通过交感神经调制外周痛觉感受过程的设想。     

异丙酚对正常大鼠脊髓背角感觉神经元反应性的抑制作用

脊髓背角感觉神经元不仅在感觉信息的传递和调节中起到重要作用,也是各种内源性和外源性药物的作用靶位.为了解静脉麻醉剂异丙酚是否对背角感觉神经元的反应性具有调节作用,本实验采用在体单细胞胞外记录技术,观察了脊髓背表面直接滴注0.5 μmol异丙酚对戊巴比妥钠麻醉大鼠脊髓背角广动力域(WDR)神经元和低阈值机械感受型(LTM)神经元反应性的影响.实验发现,异丙酚能抑制背角WDR神经元由施加于外周感受野伤害性热刺激(45、47、49和53℃,15 s)和夹捏机械刺激(10 s)诱发的反应性,与DMSO对照组比较具有显著性统计学差异(P＜0.05);同样,异丙酚对非伤害性机械刺激诱发的WDR或LTM神经元的反应性也具有显著的抑制作用(P＜0.05).本结果提示,异丙酚可直接作用于正常大鼠脊髓背角神经元,对由非伤害性和伤害性纤维介导的神经元反应性均产生抑制作用,因此异丙酚的脊髓抗伤害作用可能不是特异性的.     

黑腹果蝇的性别控制

性别的形成包括两个过程,即性别决定和性别分化。果蝇的性别控制研究包括性别决定、性别分化、性别鉴定、性别诱导和性别控制5个方面。性别决定是在两种不同发育途径之间的选择,它提供了一个研究基因调控的模式系统。果蝇的性别决定问题已经研究得相当详细［1］。性别分化是使胚胎向着雌性或雄性发育的过程,决定了性别表型。果蝇的性别分化也取得了不少研究成果。近年来,许多重要的性别调控基因已被克隆和鉴定。随着果蝇基因组全序列测定的完成,果蝇的性别控制研究将会更为深入而完善。本文对与黑腹果蝇性别决定和性别分化相关的一些问题进行综述。     

Deletion of gene fragment Df(3R)Espl3/TM6C affects sleep duration in Drosophila melanogaster

[目的]果蝇的睡眠活动具有生物节律性,可受到基因的调控.为了寻找影响果蝇睡眠时间的基因,本研究对与果蝇睡眠时间相关的基因型进行了筛选.[方法]选择黑腹果蝇Drosophila melanogaster基因缺失系5601,8904,7061,7146,27327,669,8103,691,9697,24416,26525,5411,3096,5877和7682的7日龄成虫和野生CS品系7日龄成虫为研究对象,利用果蝇活动监测器系统(Drosophila Activity Monitoring System,DAMS),记录果蝇的睡眠时间,累计计算24h内果蝇睡眠时间,将测得的各品系果蝇睡眠时间进行对比分析.[结果]与野生型CS品系7日龄成虫相比,缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段的5601品系7日龄成虫睡眠时间明显缩短(P＜0.001).[结论]缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段与果蝇睡眠有关.本研究结果为揭示影响果蝇睡眠时间的基因提供数据支持,进而为研究人类睡眠提供线索.     

Mrg受体家族与疼痛

Mrgs(Mas-related G protein-coupled receptors)是2001年发现的一类疼痛相关的新型G蛋白偶联受体(G protein-coupledreceptor,GPCR),其大部分成员mRNA特异地以非重叠形式表达于背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)和三叉神经节(trigeminal ganglion,TG)的非肽能(nonpeptidergic)神经元,这种特异性表达模式提示该家族受体在生理学和药理学上有特殊意义.Mrgs的发现开启了研究伤害性感受器发育和功能的新领域,有助于对伤害性感受的理解及镇痛药物的研发.综述了Mrgs的分类、分布、表达调控以及在感觉回路和伤害性感受中的作用等方面的研究进展.     

对果蝇S期细胞内组蛋白基因的原位定量分析

利用微型计算机控制的荧光显微镜、荧光强度检测仪和图像记录装置并结合荧光原位杂交法对果蝇细胞核内组蛋白基因的复制时期进行了研究,从而建立了一套细胞内直接定量分析的方法。根据果蝇胚胎原代培养细胞核的ＤＡＰＩＩ杂色强度确定处于Ｓ期的细胞。用杂交信号的荧光强度与细胞核荧光强度的相关关系来反映组蛋白基因的复制时期。结果表明果蝇组蛋白基因的复制是在ＤＮＡ合成早期进行的。这套方法至少可直接在细胞上对每套基因组１     

果蝇心脏发育研究三十年进展

果蝇(Drosophila melanogaster)作为最早用于研究心脏发育基因调控的模式生物,已经走过三十年的历程。果蝇心脏发育过程经历了胚胎期、幼虫期和成虫期三大阶段。在胚胎早期, Tinman、Dorsocross和Pannier等基因是关键的调控因子。Tinman参与最早的心脏前体细胞分化和心脏细胞形成,而Dorsocross和Pannier则影响心脏前体细胞的定向分化和心脏管腔的形成。进入胚胎晚期和幼虫期,果蝇的心管经历进一步的发展和重塑,该过程主要受到转录因子Hand、Mef2以及Hox基因家族的调控。在成虫期, Hox基因家族和Tinman依旧发挥重要作用。虽然果蝇心脏与脊椎动物成熟心脏存在形态上的差异,但两者心脏的早期发育过程以及调控基因和信号通路都有保守性。本文综述了果蝇心脏发育基因调控研究的三十年进展以及利用果蝇模型研究人类心脏相关疾病的潜在希望。     

Drp1的调控对PINK1突变转基因果蝇的保护作用

帕金森病（PD）是以黑质致密部多巴胺神经元选择性减少和胞浆内路易小体的形成为特征的神经退行性疾病。研究发现,PTEN诱导激酶1(PINK1)基因突变导致家族性早发型帕金森病的发生。在转基因果蝇中,PINK1功能丢失导致间接飞行肌缺陷,线粒体结构、功能障碍,多巴胺神经元丢失。本研究在PINK1突变PD转基因果蝇中,进行发动蛋白相关蛋白1（Drp1）过表达和敲低,探索Drp1对PD转基因果蝇的保护作用及其可能机制。本研究选用MHC-Gal4/UAS系统的PD转基因果蝇模型,特异性启动PINK1B9基因于果蝇肌肉组织中表达;运用Drp1基因过表达和RNA干扰干预PINK1B9转基因果蝇,研究其对PD转基因果蝇的作用。结果显示,不论过表达Drp1还是Drp1敲低均可挽救PINK1突变转基因果蝇,降低翅膀异常率,改善飞行能力,恢复间接飞行肌排列,调节线粒体形态,提高ATP生成量,上调NDUFS3蛋白表达水平。本文结果提示,Drp1的调控挽救PINK1突变转基因果蝇与线粒体呼吸链有关。     

缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段影响黑腹果蝇的睡眠时间

【目的】果蝇的睡眠活动具有生物节律性, 可受到基因的调控。为了寻找影响果蝇睡眠时间的基因, 本研究对与果蝇睡眠时间相关的基因型进行了筛选。【方法】选择黑腹果蝇Drosophila melanogaster基因缺失系5601, 8904, 7061, 7146, 27327, 669, 8103, 691, 9697, 24416, 26525, 5411, 3096, 5877和7682的7日龄成虫和野生CS品系7日龄成虫为研究对象, 利用果蝇活动监测器系统（Drosophila Activity Monitoring System, DAMS）, 记录果蝇的睡眠时间, 累计计算24 h内果蝇睡眠时间, 将测得的各品系果蝇睡眠时间进行对比分析。【结果】与野生型CS品系7日龄成虫相比, 缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段的 5601品系7日龄成虫睡眠时间明显缩短（P<0.001）。【结论】缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段与果蝇睡眠有关。本研究结果为揭示影响果蝇睡眠时间的基因提供数据支持, 进而为研究人类睡眠提供线索。     

胞内记录猫体感皮层内脏伤害性感受神经元的电生理特性

为了从细胞水平探讨皮层内脏伤害感受的特性及机制,本文应用细胞内电位记录技术,观察了猫体感皮层内脏大神经皮层代表区的８５１个神经元对电刺激内脏大神经的诱发反应及电生理特性。其中４１２个单位为内脏伤害性感受神经元,其自发放电有多种形式,根据诱发反应现象分为特异性和非特异性伤害感受神经元,内脏伤害性诱发反应分为兴奋性反应（５１７％）、抑制性反应（３１３１％）及混合性反应（１７％）三类。在形式上具有潜伏期长、反应形式复杂等特点。实验发现８５个神经元为内脏及肋间神经的会聚反应细胞。部分神经元用神经生物素进行细胞内电泳标记以显示功能细胞所在层次及形态。结果说明皮层体感神经元具有内脏伤害性感受的作用,并从细胞及突触后电反应特点上探讨了内脏痛的感受机制。     

“门控-弹簧”模型及其在果蝇机械力信号转导中的分子基础北大核心CSCD

机械力是生物体生命活动中普遍存在的一种物理刺激,高等生物对机械力的感受是听觉、触觉、压觉以及平衡觉等重要生理过程的生物学基础。生物体中的感受器细胞对机械力信号的转导是上述感受的关键,这一信号转导过程可将细胞外机械力刺激转换为细胞的电信号或者化学信号。"门控-弹簧"模型("Gating-Spring"model)在细胞水平定量地描述了机械力信号转导的原理,但是其分子基础(包括机械力信号转导通路的分子组分,结构基础以及力学原理)依然有待探索。近年来,人们以果蝇为模式生物对上述问题进行了系统的研究,取得了重要的进展。本文对"门控-弹簧"理论进行了概述,并对在果蝇系统中取得的研究进展以及有待解决的问题进行综述和展望。