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。     

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...     

电压门控钠离子通道疾病的研究进展

细胞膜上的电压门控钠离子通道（Voltage-gated Sodium Channels,VGSCs）是细胞形成动作电位过程中重要的组成构件,由一个大的α亚基和一个或多个不同的β亚基组成,中央是具高度选择性只允许钠离子通过的亲水通道。电压门控钠离子通道在调节细胞膜电位、维持细胞离子稳态、细胞增殖和凋亡等生理过程中发挥着重要作用,因而钠离子通道自身的异变或是相关基因的变异都可能引起一系列身体病变。本文主要介绍了电压门控钠离子通道的结构与功能,阐述了其与癌细胞侵袭转移和神经病理性疼痛的关系,并介绍了几种典型的由钠离子通道基因变异引起的疾病。随着对电压门控钠离子通道及其异常分子机制研究的不断深入,新成果将为生理学、药理学和病理学等领域的研究提供理论基础和新的研究思路,为离子通道疾病的临床预防、诊断与治疗找到新途径。     

电压门控钙通道辅助亚基α2δ-1的结构和分子药理

电压门控钙通道(voltage-gated calcium channel, VGCC)辅助亚基α2δ-1在神经元兴奋传递中起促进作用,是加巴喷丁(gabapentin)和普瑞巴林(pregabalin)的作用靶点。α2δ-1由高度糖基化的α2亚基和δ亚基以4对二硫键相连,包含4个串联的Cache结构域和1个von Willebrand A结构域,但δ亚基的C-末端结构尚未完全解析。α2δ-1的结构和作用机制研究进展主要聚焦于以下3点:(1)α2δ-1的C-末端,传统观点认为含有跨膜基序(motif)。另一个观点认为是GPI锚定,尚缺乏直接的实验证明;(2)α2δ-1对电压门控钙离子通道的影响,包括直接的和非直接的调控对电压门控钙通道的膜上转运和电流的影响,以及α2δ-1的翻译后修饰对钙电流的影响;(3)α2δ-1不依赖于钙通道,而与其他蛋白质存在相互作用,互作效应表现在兴奋性电流增大或促进神经突触发生。在疾病研究方面,本文主要综述α2δ-1在慢性疼痛中的机制研究。α2δ-1参与的生理活动的分子机制复杂,现已突破传统的局限于电压门控钙通道辅助亚基的角色,并将有可能通过α2δ-1建立跨细胞膜的蛋白质-蛋白质相互作用网络的动态膜微区,以进一步评估其生理、病理和药理的相关性。     

木黄酮对小鼠胰岛β细胞电压依赖性钙通道表达和电流的影响

目的:研究长期抑制酪氨酸激酶活性对胰岛β细胞中电压依赖性钙通道的影响,探讨酪氨酸激酶在胰岛β细胞中的作用.方法:原代培养小鼠胰岛和胰岛β细胞,经0.1 mmol/L酪氨酸激酶抑制剂木黄酮处理12 h后,运用全细胞电流记录的方法观察电压依赖性钙电流以及动作电位的改变,RT-PCR方法观察电压依赖性钙通道α1亚单位的表达改变.结果:木黄酮处理12 h后,小鼠胰岛β细胞的电压依赖性钙电流明显减小(13.83±1.515pA/pFvs 7.012±1.502 pA/pF,P＜0.01,n=6),动作电位幅度明显减弱(38.50±7.46 mV vs 15.95±4.39 mV,P＜0.01,n=6).木黄酮处理12 h后,小鼠胰岛中电压依赖性钙通道的α1亚单位的表达明显减少,降低为对照组的0.792±0.078(P＜0.01,n=5).结论:木黄酮处理可以抑制小鼠胰岛β细胞中电压依赖性钙通道的表达和电流,提示长期抑制酪氨酸激酶活性在胰岛β细胞功能损害中具有重要作用.     

霍乱毒素对三氟氯氰菊酯抗性及敏感棉铃虫神经细胞L型钙通道的调节作用

霍乱毒素（CTX）可激活兴奋性异三聚体G蛋白（Gα_s）的α-亚基和刺激电压门控L-型钙通道,而昆虫的L-型钙通道可能是拟除虫菊酯类杀虫剂的作用靶点。为进一步探讨农业害虫对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗药性的作用机理,我们检测了CTX对三氟氯氰菊酯抗性及敏感棉铃虫Helicoverpa armigera中枢神经细胞电压门控L-型钙通道的调节作用。分别急性分离三氟氯氰菊酯抗性及敏感的3～4龄棉铃虫幼虫胸腹神经节细胞,并在改良的L15培养基（加入或未加入700 ng/mL的CTX）中培养12～16 h。钡离子为载流子,应用全细胞膜片钳技术记录电压门控L_型钙通道电流。结果显示,CTX可使敏感组棉铃虫神经细胞L-型钙通道的峰值电流密度增大36％、峰值电压左移5 mV,但对抗性组棉铃虫神经细胞L-型钙通道无上述作用。并且,CTX对敏感组及抗性组棉铃虫神经细胞L_型钙通道的激活电位、翻转电位、激活曲线和失活曲线等其他一些参数的影响也不明显。在无CTX作用时,所检测到的抗性组与敏感组棉铃虫神经细胞L_型钙通道的上述参数值间差异不显著。结果提示,棉铃虫神经细胞内存在Gs腺苷酸环化酶(AC)-cAMP-蛋白激酶A (PKA)-L-型钙通道信号调节系统;与敏感棉铃虫神经细胞L-型钙通道相比,三氟氯氰菊酯抗性棉铃虫神经细胞L-型钙通道的活性相对不易受到CTX调节,这可能与昆虫对拟除虫菊酯产生抗药性的机理有关。     

电压门控性钙通道在疼痛机制中的作用

电压门控性钙通道是一类广泛分布在中枢神经系统和外周神经系统中功能结构不同的离子通道家族.这类通道参与痛觉的调制,并且在神经元递质的释放、动作电位的激发和神经元的兴奋性改变中发挥着重要的作用,本文就各类钙通道在痛觉机制中的作用做一综述.     

GTP和GDP类似物对棉铃虫神经细胞高电压敏感钙通道的调节作用

以Ba²⁺为载流子,采用全细胞膜片钳法,研究了在电极液中分别加入G蛋白稳定 激活剂GTPγS（GTP类似物）和抑制剂GDPβS（GDP类似物）对棉铃虫Helicoverpaarmigera 3龄幼虫神经细胞高电压敏感钙通道的调节作用。Ba²⁺电流记录时间为20 min。对照组 和实验组的Ba²+电流在记录的初期均出现电流的增加现象,随后电流衰减,即“rundown ”。对照组峰电流在第20 min时降为初始值的(72.09±12.80)%。电极内液中加入2 mmol/L GTPγS可缓解电流的衰减现象,在第20 min时,峰电流为初始值的(95.99±7.93)%,明显大 于对照组的峰电流(P<0.01),而且电流 电压（I-V）关系曲线向正电压方向移动。相反 ,电极内液加入2 mmol/L GDPβS则导致峰电流衰减更加严重,第20 min时,峰电流仅为初始水 平的(41.95±9.32)%,显著小于对照组（P<0.01）,但未见电流 电压（I-V）关系曲 线的明显漂移。结果表明,棉铃虫神经细胞钙通道活动受G蛋白激活剂GTPγS和G蛋白抑制剂GDPβS的影响,提示G蛋白活动水平的改变调节钙通道的电流幅值和电压依赖性。     

棉铃虫幼虫神经细胞的急性分离培养及其电压门控通道的膜片钳研究

探索了棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫神经细胞的急性分离与体外培养的条件,并利用全细胞膜片钳技术首次对棉铃虫幼虫急性分离神经细胞的电压门控性钠、钾和钙通道的基本电生理学特性进行了研究。结果表明,棉铃虫幼虫中枢神经细胞在TC-100、L-15和Grace培养基中均可贴壁生长,在DMEM培养基中基本不能存活。在TC-100培养基分别与其它三种培养基按一定比例混合形成的培养液中,TC-100与L-15等量混合培养液更适合于神经细胞的生长。全细胞电压钳条件下,可分别记录到电压门控性钠、钾和钙通道电流。钙电流特征为高电压激活、缓慢失活;钠电流对河豚毒素敏感;钾电流可被细胞外液中的氯化四乙胺和4-氨基吡啶抑制。     

cAMP和cGMP对棉铃虫神经细胞高电压激活钙通道的调节作用

用全细胞膜片钳法研究了cAMP和cGMP对棉铃虫Helicoverpa armigera 3龄幼虫胸腹神经节细胞高电压激活钙通道的调节作用。细胞外液中加入腺苷酸环化酶（AC）激活剂福斯克林（forskolin） 0.1 mmol/L,对于Ba²⁺介导的钙通道电流激活电压、峰电压、峰电流变化以及通道激活和电流达到峰值的时间无影响。电极内液中加入1 mmol/L的cGMP则明显抑制峰电流,且抑制作用呈时间依赖性和浓度依赖性,而对激活电压、峰电压无影响。结果提示,棉铃虫神经细胞高电压激活钙通道的活动可能不受细胞内cAMP水平提高的影响,但被cGMP抑制。     

胞外pH降低对肺动脉平滑肌细胞膜上电压门控性钾通道的调节

目的：观察pH对大鼠肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）钾电流的调控作用并探讨其机制。方法：用全细胞膜片钳技术记录在正常细胞外液和不同pH的灌流液中,PASMCs膜上电压门控性钾电流大小（Ikv）,并分析了其电生理学特性的改变。结果：①胞外pH降低可快速可逆性抑制Ikv。,与对照相比（pH7.4）,pH值为7.0、6.5、6.0时,＋60mV处的峰电流的抑制率分别为：16.93％±2.47％、33.03％±2.13％、41.59％±6.53％,电流一电压关系曲线右下移。②胞外pH为7.0、6.5、6.0时,使电压依赖性Gk-Em向去极化方向移动。同时使半激活电压增加。结论：在缺氧所致缺氧性肺血管收缩反应（HPV）的发生中,胞外pH的降低可参与对Ikv的调节,从而使细胞膜去极化,Ikv减小电压门控钙通道打开,平滑肌细胞收缩,这可能是缺氧导致HPV的机制之一。     

电压门控钠离子通道β4亚基的研究进展

电压门控钠离子通道由一个功能性的α亚基孔道蛋白和几个起辅助作用的β亚基组成。已知的4种β亚基共同调节钠离子通道的功能,并且在控制神经兴奋性、细胞黏附、迁移等方面发挥重要作用。其中β4亚基是钠离子通道的阻遏蛋白,可以诱导产生复苏电流。当β4亚基在基因或蛋白质水平表达异常时,会导致多种疾病的发生,如神经退行性疾病、长QT综合征等。我们简要综述了β亚基的结构与功能、各β亚基之间的关系、β亚基异常表达与相关疾病,以及β亚基与钠通道抑制剂的相互作用,并对β4亚基的研究发展方向予以评述。     

用突起切断法分析MPP+对于多巴胺能神经细胞的损伤

对神经细胞在电压钳制方式下进行膜片钳记录受到胞体和突起空间钳位不一致的限制。本文尝试用突起切断方法区分胞体与突起的电压门控型钙电流,并据此对ＭＰＰ＋引起的钙电流变化进行分析。实验结果表明,突起上的电压门控钙通道的最大激活电压约为＋３０ｍＶ,而胞体的则为－１０～１０ｍＶ左右;ＭＰＰ＋损伤多巴胺能神经细胞后可导致电压门控型钙电流的抑制,这一抑制的Ｉ－Ｖ特性与突起钙电流Ｉ－Ｖ非常相近。由此提示,ＭＰＰ＋对于多巴胺能神经细胞的损伤更集中于其突起纤维。     

中药有效成分调控NLRP3 炎症小体活化的研究进展

炎症小体是细胞内组装形成的大分子蛋白复合体,可将白介素-1β(IL-1β) 和IL-18 加工成熟,并诱导细胞焦亡性死亡,在协调对抗病原体感染和生理紊乱的过程中发挥重要作用。Nod 样受体蛋白3(Nod-like receptor protein 3, NLRP3) 炎症小体是迄今为止结构和功能研究得最为明确的炎症小体,其活化后参与免疫性疾病、心血管疾病、神经系统疾病等多种疾病发生及发展过程。研究显示,许多中药有效成分可以调节相关疾病靶细胞中NLRP3 炎症小体的活化。从中药有效成分调节相关疾病靶细胞（如神经细胞、肝肾细胞、内皮细胞、肿瘤细胞等）中NLRP3 炎症小体活化的机制出发,综述近4 年国内外对中药有效成分调节NLRP3 炎症小体活化的研究进展,以期阐释相关中药有效成分的作用特点,并为相关疾病的防治提供一定参考。     

百日咳毒素对棉铃虫神经细胞电压门控钠、钙通道的调节作用

用膜片钳技术研究了百日咳毒素对离体培养的棉铃虫幼虫中枢神经细胞电压门控钠、钙通道的影响。结果表明,对照组细胞钠通道在-50～-40mV激活,在-20mV左右电流达到最大值,在记录的20min内、电流．电压关系曲线(I-V)和电流幅值未有明显变化;细胞与百日咳毒素预孵后,钠通道在-40mV左右激活,电流在0mV左右达到最大值,在记录过程中,激活电压和峰值电压继续向正方向移动约10mV、电流持续下降。对照组钙通道在-40～-30mV激活,在0mV左右电流达峰值;经百日咳毒素处理后,I-V曲线向负电位方向移动约10mV,在记录过程中,I-V曲线继续向负电位方向移动,电流的衰减(rundown)现象比对照组严重．此外,百日咳毒素处理引起钙电流达到峰值的时问显著延长。结果提示,百日咳毒素敏感的G蛋白(Gi)可能通过直接途径或间接途径调节棉铃虫神经细胞钠、钙通道的电压敏感性和开放几率以及钙通道由备用态向激活态转化的速度。同时,经百日咳毒素处理后钠通道的,I-V曲线与抗性棉铃虫I-V曲线非常相似,可能暗示Gi蛋白在棉铃虫抗药性形成中发挥作用。     

白细胞介素-6对新生大鼠海马神经元电压依赖离子通道和NMDA电流的影响

目的: 研究白细胞介素-6对海马神经元电压依赖离子通道和NMDA电流的影响.方法: 应用全细胞膜片钳技术观察IL-6对电压依赖性钠通道电流(INa),延迟整流性钾通道电流(IK),电压依赖性钙通道电流(ICa),NMDA(N-methyl-D-aspartate)受体通道电流的影响.结果: 50 ng/ml IL-6作用24 h后IK 和ICa明显减小,Cm明显增大.50,500 ng/ml时减小NMDA电流.结论: IL-6通过作用于电压依赖钾通道,钙离子通道及NMDA通道影响神经元功能.     

抗钠-钙交换体α-1重复序列(117-137)抗体对心肌钠-钙交换电流及钙电流的抑制作用(英文)

本研究旨在探讨抗钠-钙交换体(Na+-Ca2+ exchanger,NCX)α-1重复序列(117-137)抗体对大鼠心肌细胞钠-钙交换电流的影响。实验用合成的α-1重复序列(117-137)肽免疫大鼠制备抗α-1重复序列(117-137)抗体;应用全细胞膜片钳技术,在急性分离的心肌细胞上观察抗α-1重复序列(117-137)抗体对大鼠心肌细胞钠-钙交换电流的影响,同时还观察了其对大鼠心肌细胞L型钙通道、电压门控钠通道和豚鼠心肌延迟整流钾通道电流的影响;最后,采用EMBOSS Pairwise Alignment Algorithms软件对NCXα-1重复序列和L型钙通道(1076～1096)的氨基酸序列进行了比较。结果显示,抗α-1重复序列(117-137)抗体对大鼠心肌细胞Na+-Ca2+交换电流呈现剂量依赖性的抑制作用。在钳制电压为+50和-100mV时,其抑制外向和内向钠-钙交换电流的IC50分别为18.9和22.4nmol/L。此外,该抗体还对L型钙通道电流具有抑制效应(IC50=22.7nmol/L),对电压门控钠通道和延迟整流钾通道电流则无明显影响。通过氨基酸序列比对发现,NCX α-1重复序列(117-137)与L型钙通道IIIS5-S6序列(孔环)之间具有23.8%的相似性。以上结果表明,抗NCX α-1重复序列(117-137)抗体是心肌NCX的一种抑制性抗体,同时也可以抑制L型钙通道。     

α肿瘤坏死因子和γ干扰素在幽门螺杆菌感染中的作用

幽门螺杆菌（Hp）是导致慢性胃炎和胃溃疡的主要病原体。在胃炎形成过程中，细胞因子在其中起重要作用，但对其机制的认识并不详尽。已有研究显示，在Hp感染的动物胃黏膜中，炎症因子如白细胞介素1β（IL-1β）、IL-6、IL-8和α肿瘤坏死因子（TNF-α）升高。先前的研究表明，Hp阳性胃炎者，