白介素1β对大鼠皮层神经元钠电流的急性作用

白介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)是重要的促炎细胞因子,在多种中枢神经系统的损伤和疾病过程中发挥关键作用。电压门控的钠通道是神经元中最重要的离子通道之一,是产生再生性动作电位的基础,决定了神经元的兴奋性等电学性质,也与多种中枢疾病过程相关。然而,现在还没有直接关于IL-1β与中枢钠通道的相互关系的研究。在该研究中,使用全细胞膜片钳记录测定了IL-1β对培养的皮层神经元钠电流的急性作用,并分析了由此对动作电位的影响。结果显示,IL-1β对钠电流幅度只有较小的抑制,而显著降低钠通道的半激活电压,不改变激活的斜率因子和失活性质,这个作用引起动作电位阈值显著降低。这些结果提示在损伤和疾病过程中,快速释放的IL-1β可能会增加神经元兴奋性,从而恶化神经损伤过程。     

白介素1β抑制培养的大鼠皮层神经元钠电流峰值和动作电位幅度

白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)是重要的促炎细胞因子,在中枢神经系统的生理学和病理学过程中发挥关键作用.电压门控钠通道是可兴奋细胞电学活动的基础,控制神经元的兴奋性和动作电位.最近的研究又显示了IL-1β与电压门控通道之间的相互作用.为考察中枢神经元中IL-1β与电压门控钠通道之间的相互作用,本研...     

白介素1β时间依赖性地抑制大鼠皮层神经元钾电流

白细胞介素1β（Interleukin-1β,IL-1β）是一种重要的促炎细胞因子,在中枢神经系统中发挥着广泛的生物学功能。大量研究表明,IL-1β的作用非常复杂,在不同的模型和条件下作用不同,包括神经损伤或者神经毒性作用。电压门控钾通道调节神经元电学性质,也参与多种中枢神经系统的病理学过程。虽然IL-1β和钾通道都在脑损伤和脑疾病过程中发挥重要作用,但目前还很少有它们之间关系的研究报导。文章作者以原代培养的大鼠皮层神经元为材料,使用全细胞膜片钳技术,研究了10 ng/mL的IL-1β在不同处理时间下对皮层神经元电压依赖性钾电流的影响。根据电流的性质,可以将记录到的钾电流分为瞬时外向电流（IA）为主的IA样电流和延迟整流电流（IK）为主的IK样电流两部分,结果显示：IL-1β处理8 h对二者没有作用;处理24 h可使IA样和IK样电流的幅度降低20%左右。以上结果提示IL-1β对大鼠皮层神经元电压门控钾电流具有抑制作用,并且这种抑制可能具有时间依赖性。     

白介素1β抑制培养的大鼠皮层神经元钠电流峰值和动作电位幅度

白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)是重要的促炎细胞因子,在中枢神经系统的生理学和病理学过程中发挥关键作用。电压门控钠通道是可兴奋细胞电学活动的基础,控制神经元的兴奋性和动作电位。最近的研究又显示了IL-1β与电压门控通道之间的相互作用。为考察中枢神经元中IL-1β与电压门控钠通道之间的相互作用,本研究使用10ng/mL的IL-1β处理培养的大鼠皮层神经元24h,通过电压钳技术测定电压门控钠电流,结果表明IL-1β处理抑制钠电流幅度,但不改变其激活和失活性质。与电压钳记录结果相一致,电流钳记录表明IL-1β降低动作电位幅度但不影响阈值。这些结果显示长时间的IL-1β处理可以抑制电压门控钠电流,这种抑制作用减小了动作电位幅度,这可能改变神经元的电学性质、突触传导等基本功能,并提示了IL-1β在神经系统损伤和疾病中作用的新的思路。     

花生四烯酸对大鼠顶叶皮层神经元延迟整流钾电流的抑制作用

目的和方法:采用全细胞式膜片钳技术,观察花生四烯酸(AA)对大鼠顶叶皮层神经元延迟整流钾电流(Ik)的影响。结果:①AA(10μmol/L)对大鼠顶叶皮层神经元Ik有抑制作用,抑制率为33.9%±8.74%(P<0.01)。②AA可使IK激活曲线的斜率因子变大且曲线向右移动,IK激活曲线的V1/2和k分别由给药前的(-55.3±0.9)mV和(10.3±0.4)mV,变为给药后的(-50.8±2.4)mV和(21.0±3.5)mV。③AA可使IK失活曲线斜率因子变大且曲线向左移动,IK失活曲线的V1/2和k分别由给药前的(-45.3±0.3)mV和(15.6±0.8)mV,变为给药后的(-70.9±1.9)mV和(36.5±2.1)mV。结论:花生四烯酸可抑制大鼠顶叶皮层神经元的延迟整流钾电流,并影响其动力学特征。     

孤啡肽对大鼠顶叶皮层神经元瞬时外向钾电流的抑制作用

目的：研究孤啡肽（N／OFQ）对大鼠顶叶皮层神经元瞬时外向钾电流（IA）的影响,初步探讨其作用的通道动力学机制。方法：采用全细胞膜片钳技术,观察N／OFQ对急性分离的大鼠顶叶皮层神经元IA的作用。结果：①0．1μmol／L N／OFQ使IA幅值由给药前的（5356．1±361．6）pA下降为（4113．3±312．7）pA,抑制率为23．20％±2．17％（P〈0．01,n=10）。②0．1μmol／L N／OFQ使IA的电流-电压（I-V）曲线降低（P〈0．01,n=10）。③0．1μmol／L N／OFQ使,IA激活曲线的半数激活电压（V1／2）和斜率因子（κ）分别由给药前的（-9．2±2．5）mV和（20．4±2．3）mV变为给药后的（30．6±3．7）mV（P〈0．01,n=8）和（22．6±2．1）mV（P〉0．05,n=8）。④0．1μmol／L N／OFQ使IA失活曲线的半数失活电压（V1／2）和斜率因子（κ）分别由给药前的（-64．1±3．2）mV和（21．5±2．1）mV变为给药后的（-55．9±1．9）mV（P〈0．05,n=5）和（19．6±2．2）mV（P〉0．05,n=5）。结论：N／OFQ可抑制大鼠顶叶皮层神经元IA,使其激活曲线、失活曲线均右移。     

琥珀酸对大鼠海马CA1区神经元电压依赖性钙电流的影响

目的：观察不同浓度的琥珀酸对大鼠海马CA1区神经元电压依赖性钙通道（voltage—dependent calcium channels,VDCC）电流的作用,初步探讨琥珀酸对神经元保护的电生理学基础。方法：采用传统全细胞膜片钳技术和制霉菌素（nystatin）穿孔膜片钳技术观察琥珀酸对海马CA1区神经元VDCC电流的影响。结果：不同浓度的琥珀酸（10^-6、10^-5、10^-4、10^-3、10^-2和10^-1mol·L^-1）在海马CA1区对低电压激活（low—voltage activated,LVA）钙通道电流未见任何影响,而对高电压激活（high—voltage activated,HVA）钙通道电流的抑制呈浓度依赖性。对照组HVA钙电流为580．05±17．32pA,分别给予10^-6、10^-5、10^-4、10^-3、10^-2和10^-1mol·L^-1。的琥珀酸后,HVA钙电流依次为563．74±16．65,517．99±15．24,444．66±13．26,405．32±19．11,269．03±9．96和86．41±3．25pA,同对照组相比差异有统计学意义（n=8,P〈0．01）。结论：琥珀酸能浓度依赖性地抑制HVA钙电流,而对LVA钙电流无影响。由此推测琥珀酸可能通过抑制HVA钙电流减少Ca^2＋内流而影响海马CA1区神经元的兴奋性,从而抑制癫痫的形成,其脑保护作用可能与此有关。     

琥珀酸对大鼠海马CAI区神经元电压依赖性钙电流的影响

目的:观察不同浓度的琥珀酸对大鼠海马CAI区神经元电压依赖性钙通道(voltage-dependent calcium channels,VDCC)流的作用,初步探讨琥珀酸对神经元保护的电生理学基础.方法:采用传统全细胞膜片钳技术和制霉菌素(nystatin)穿孔膜片钳技术观察琥珀酸对海马CAI区神经元VDCC电流的影响.结果:不同浓度的琉角酸(10-6、10-5、10-4、10-3、10-2和10-1mol·L-1)在海马CAI区对低电压激活(low-voltage activated,LVA)钙通道电流未见任何影响,而对高电压激活(high-voltage activated,HVA)钙通道电流的抑制呈浓度依赖性.对照组HVA钙电流为580.051±7.32pA,分别给予10-6、10-5、10-4、10-3、10-2和10-1 mol·L-1的琥珀酸后HVA钙电流依次为563.74±16.65,517.99±15.24,444.66±13.26,405.32±19.11,269.03±9.96和86.41±3.25pA,同对照组相比差异有统计学意义(n=8,P<0.01).结论:琥珀酸能浓度依赖性地抑制HVA钙电流,而对LVA钙电流无影响.由此推测琥珀酸可能通过抑制HVA钙电流减少Ca2+内流而影响海马CAI区神经元的兴奋性,从而抑制癫痫的形成,其脑保护作用可能与此有关.     

乙酰胆碱对培养大鼠皮层神经元兴奋性及抑制性突触电流的相反作用

在分散培养的新生大鼠皮层神经元标本上,用全细胞电压箝技术分析了自发兴奋性及抑制性突触后电流的性质并观察了乙酰胆碱对它们的影响。     

硫酸镁对大鼠海马CA1区神经元钠电流的抑制作用

利用全细胞膜片钳技术研究了硫酸镁 (MgSO4 )对大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响。结果表明 ,MgSO4 可浓度依赖和电压依赖地抑制钠电流 ,半数抑制浓度为 4 0 5mmol/L。这一抑制作用与刺激频率无关。结果还表明 ,4mmol/LMgSO4 不影响钠电流的失活过程 ,却使半数激活电压由 - 5 5 8± 6 8mV变为 - 3 4 2± 6 2mV (n =8,P <0 0 1) ,而激活曲线的斜率因子不变。结果提示 ,MgSO4 抑制大鼠海马CA1区神经元的钠电流可能是其抗缺血缺氧造成的中枢神经系统损伤的机制之一     

“缺血”对大鼠大脑皮层神经元钙通道的影响

在急性分离的大鼠大脑皮层神经元上,用细胞贴附式膜片钳技术研究了在缺血状态下,膜Ｌ－和Ｎ－型钙通道的开关动力学变化。与对照组相比,在缺血状态下,Ｌ－型钙通道开放时间常数τ２由２．４７ｍｓ增加至１０．８１ｍｓ,关闭时间常数τ２由５０．７４ｍｓ缩短到１８．４２ｍｓ,开放概率由０．０６１增加到０．１８６（Ｐ均＜０．００１）,Ｎ－型钙通道开放时间常数τ２由１．７６ｍｓ增加到４．１３ｍｓ,关闭时间常数τ１和τ２分别由１．９６ｍｓ和５８．１７ｍｓ缩短到０．６１ｍｓ和９．５０ｍｓ,开放概率由０．０５３增加到０．１９３（Ｐ＜０．０１和０．００１）。钙通道的长时间开放可能对脑缺血胞内钙聚集起重要作用,加重缺血神经元的损伤     

急性分离大鼠新皮层神经元上游活的KATP单电导多通道电流

目的和方法：探讨脑缺血时ＡＴＰ酶感钾（ＫＡＴＰ）通道的变化,在急性分离大鼠皮层神经元上,分别采取膜片钳技术的细胞贴附式和内面向外式记录方法,观察ＮａＣＮ、ＡＴＰ、乳酸和ｐＨ诱发的ＫＡＴＰ,单电导多通道电流。结果：ＫＡＴＰ多通道电流,均为外向电流;第一级电流电导与第二级电流电导基本相同,即为单电导多通道电流。贴附式记录时,对照组和ＮａＣＮ多通道电导分别为（９７．１６±９．３２）ｐＳ和（９３．４９±７     

大鼠视皮层神经元电生理和形态学特性在发育中的变化

为研究大鼠不同发育阶段视皮层神经元电的生理学与形态学特性,实验观察了神经元电生理和形态学特性的变化与年龄的同步化程度,探讨视皮层视觉依赖性突触的形成和重新分布的细胞内机制。应用脑片膜片钳全细胞记录技术和细胞内生物家标记相结合的方法,记录4—28d SD大鼠视皮层神经元的突触后电流(postsynaptic currents,PSCs)。共记录156个大鼠视皮层神经元,睁眼前与睁眼后组中无反应型细胞数量,多突触反应型细胞数量、细胞的输入阻抗有显著性差异。成功标记23例神经元,不同年龄的神经元的形态学成熟度不同。低输入阻抗神经元在形态学上属成熟型,高输入阻抗神经元属幼稚型。该结果表明,大鼠在发育过程中,视皮层神经元功能的成熟表现为在形觉刺激以及局部神经元网络的整合作用下的视觉依赖性突触的形成和重新分布。在视觉发育可塑性关键期内,视皮层神经元形态和电生理特性的变化与年龄的同步化程度大于皮层下结构。     

ACh对大鼠皮层体感区神经元延迟整流钾电流的抑制作用

利用全细胞膜片钳技术研究乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)对大鼠皮层体感区神经元延迟整流钾电流(IK)的调制作用。结果表明:(1)ACh(0．1、1、10、100 μmol/L)对大鼠皮层体感区神经元IK有抑制作用,并具有剂量依赖性关系(P<0．01)。 (2)ACh可使IK激活曲线的斜率变大,并使激活曲线向超极化方向移动。IK激活曲线的半数激活电压(V1/12)和斜率因子(k)分别由给药前的(-41．8±9．7)mV和(30．7±7．2)mV变为给药后的(-122．4±38．6)mV和(42．4±7．0)mV。(3)100 μmol/L的N受体拮抗剂筒箭毒碱(tubocurarine)可减弱ACh对IK的抑制作用,在指令电压+60 mV时tubocurarine+ACh组的IK幅度下降了(16．9± 13．8)％(n=8),与10 μmol/L ACh组引起的(36．5±7．8)％的IK下降幅度相比,有极显著差异(P<0．01)。10 μmol/L的M1受体拮抗剂哌仑西平(pirenzepin)拮抗ACh对IK的抑制作用不明显(n=7,P>0．05);而10 μmol/L的M3受体拮抗剂4-DAMP可部分拮抗ACh对IK的抑制作用,并且4-DAMP+ACh组使IK的电流值下降了(26．8±4．7)％(n=6),与ACh组引起的IK电流下降相比,有显著差异(P<0．05)。(4)蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)阻断剂chelerythrine拮抗ACh对IK的抑制作用,PKC激动剂PDBu可增强ACh对IK的抑制作用(P<0．05)。综上所述,ACh对人鼠皮层体感区神经元IK的抑制作用主要是通过烟碱受体(nAChRs)和M3受体介导,并经过PKC信号途径。     

氟对成骨细胞样细胞胞内钙和钙通道电流的影响

目的 :观察氟 (Fluoride,F-)对培养的成骨细胞样细胞胞内钙和钙通道电流的影响。方法 :应用Fura 2负载的成骨细胞样细胞 ,通过紫外荧光分光光度仪测定细胞内游离钙的浓度 ,同时应用全细胞膜片钳技术记录成骨细胞样细胞钙通道的变化。结果 :氟可引起成骨细胞样细胞胞内钙增高 ,尤以 10 0ng/mlF-最为明显 ,与对照组比较差异显著 (P <0 .0 5 )。应用全细胞膜片钳技术发现 2 5ng/mlF-即可引起成骨细胞样细胞钙通道开放 ,随着染F-剂量的增加 ,Ca2 +通道电流的幅值增大 (P <0 .0 1) ,且F-对Ca2 +通道电流的兴奋作用呈剂量依赖性 (r =0 .9914)。结论 :F-可引起成骨细胞样细胞钙通道开放 ,从而导致细胞胞内钙浓度的增加。     

急性分离的大鼠皮层神经细胞膜去极化激活的优降糖敏感钾单通道电流

本实验利用氰化物阻断细胞呼吸链模拟缺氧模型,采用膜片钳技术的记录方法,对急性分离的大鼠大脑皮层神经细胞膜上ＡＴＰ敏感Ｋ￣＋通道特性进行研究。结果提示：在急性分离的大鼠大脑皮层神经细胞膜丢极化激活时,可记录到一类被优降糖（ＡＴＰ敏感钾通道阻断剂）阻断的钾通道,可能属新型ＡＴＰ敏感Ｋ￣＋通道。     

二氧化硫衍生物对铅引起的大鼠海马神经元钠电流变化的影响

运用全细胞膜片钳技术研究慢性铅暴露和急性给二氧化硫衍生物对大鼠海马神经元钠电流的影响,结果发现,慢性铅暴露组钠电流在-70mV激活,-30mV达到峰值;对照组钠电流在-70mV激活,-40mV达到峰值．两组峰值不具有显著性差异．急性给二氧化硫衍生物于慢性铅暴露组,钠电流在-80mV开始激活,-40mV达到峰值,I-V曲线显著下移．慢性铅暴露使穿越钠通道离子的绝对数量稍微有些减少,但不具有统计学差异;二氧化硫可使慢性铅暴露的海马神经元的INa显著增大．慢性铅暴露推迟了INa达到峰值的时间,但不影响失活时间常数;急性加入二氧化硫衍生物不改变慢性铅暴露达到峰值的时间,却使失活时间常数显著延长．慢性铅暴露使INa的激活曲线右移,失活曲线左移;二氧化硫衍生物使慢性铅暴露的海马神经元上的INa的激活和失活曲线都往超极化方向移动．这些结果表明,铅和二氧化硫改变了细胞膜钠通道对于电压的感应,延长了钠通道的开放时程,这些可能是这两种大气污染物联合损伤海马神经元的作用机制之一．     

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。     

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.