虎纹捕鸟蛛神经细胞急性分离培养及其电压门控通道膜片钳

探索了虎纹捕鸟蛛(Ornithoctonus huwena)食道下神经细胞急性分离培养条件,并利用全细胞膜片钳技术对虎纹捕鸟蛛食道下神经细胞电压门控性钠、钾和钙通道的基本电生理学特性进行了研究.适合虎纹捕鸟蛛神经细胞离体培养的培养基为(g/L):葡萄糖0.7,果糖0.4,琥珀酸0.06,咪唑0.06,L-1513.7,Hepes 2.38,酵母粉2.8,乳白蛋白2.5,青霉素200 IU/ml,链霉素200 mg/ml,小牛血清15%;pH 6.8.该培养基非常适合虎纹捕鸟蛛神经节神经细胞离体培养,细胞在温度(27±2)℃的培养箱中培养2～4h,培养的细胞数目多、结构完整、贴壁效果好,细胞近似汤勺形,有一个长的单极突起,大部分细胞在10～30μm之间.全细胞模式下可以记录到钠、钾和钙三种电压门控离子通道电流.钙电流为高电压激活电流,该电流能够被NiCl2完全抑制;钾电流为瞬时钾电流和延迟整流钾电流,这两类钾电流分别被细胞外液中的4-氨基吡啶和氯化四乙胺所阻断;钠电流为TTX敏感型电流.     

苦参碱对棉铃虫幼虫神经细胞钠通道的影响

用全细胞膜片钳技术研究了生物碱类植物杀虫剂苦参碱对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫离体培养中枢神经细胞钠离子通道门控过程的影响。结果表明： 苦参碱对棉铃虫幼虫神经细胞所表达的TTX （tetradotoxin, 河豚毒素)敏感钠通道具有浓度依赖性阻滞作用,1,10和100 μmol/L的苦参碱作用5 min后,分别使钠电流峰值较给药前下降（12.49±1.67）%、（18.79±2.16）%和（43.15±8.17）% (n=8, P<0.05)。苦参碱使钠电流的电流 电压关系曲线上移,但并不改变其激活电压、峰电压和电流电压关系曲线的形状。苦参碱对钠通道的阻滞作用可能是其具有某些毒理效应的离子基础。     

棉铃虫幼虫抗菌肽的初步研究

棉铃虫（Heliothis armigera）五龄幼虫经大肠杆菌、金美色葡萄球菌混合菌诱导后,产生抗菌肽,经100％热处理15min后活性不变,通过琼脂糖孔穴扩散法测定,对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌以及真菌都具有很强的抑菌活性。CM-Scpharose离子交换层析粗纯化产物经SDS-PAGE测定,其分子量约3kD。     

光学活性拟除虫菊酯对棉铃虫神经细胞钠通道电流的影响

用全细胞膜片钳技术对比分析了alpha体氯氰菊酯与theta体氯氰菊酯对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫离体培养中枢神经细胞Na⁺通道门控过程的影响。结果表明,alpha体氯氰菊酯作用后,神经细胞Na⁺通道电流（I_Na）先增大,同时通道的激活电压向负电位方向移动约10 mV,提示alpha体氯氰菊酯使通道激活电位降低,通道更容易被激活。药剂作用约10 min后,I_Na又迅速降低,表明alpha体氯氰菊酯对开放状态的Na⁺通道有抑制作用。另外,alpha体氯氰菊酯使I_Na到达峰值的时间缩短,但对失活时间无明显影响。Theta体氯氰菊酯也使I_Na激活电位左移,幅值降低,但降低速率较慢。总的结果表明alpha体氯氰菊酯与theta体氯氰菊酯对棉铃虫中枢神经细胞处于关闭和开放状态的钠通道均有作用,且alpha体氯氰菊酯对钠通道电流的抑制作用强于theta体氯氰菊酯。     

三氟氯氰菊酯对棉铃虫神经细胞延迟整流钾电流的抑制作用

用膜片钳技术首次研究了三氟氯氰菊酯对离体培养的棉铃虫中枢神经细胞延迟整流钾通道电流的影响。结果表明,药物作用前有81%和39%的细胞的通道分别在-30 mV 和 -40 mV 激活（n=21）。三氟氯氰菊酯（10^-5 mmol/L）作用15 min后,有63%和38%细胞的通道分别在-40 mV 和 -50 mV 激活（n=8）;作用1 min后电流幅值明显降低,抑制率达到了37.7%（n=19）;加药后激活曲线明显左移且Vh 值变化显著,但k值没有明显变化。实验结果说明,三氟氯氰菊酯作用后,通道更容易激活,但显著抑制电流峰值,导致神经敏感性降低,棉铃虫中枢神经细胞钾通道也是拟除虫菊酯类药物的作用靶标之一。     

三氟氯氰菊酯对棉铃虫神经细胞钠及钙通道作用机理研究

用膜片钳技术对比分析了棉铃虫三氟氯氰菊脂抗性品系（R）及其同源对照品系（S）幼虫了体培养中枢神经细胞Na^2 通道的门控特性及杀虫剂对R和S神经细胞Na^ 、Ca^ 通道门控过程的影响。结果表明,S神经细胞Na^ 通道电流（S－INa）在－50－40mV激活,－20mV左右达峰值,R神经细胞Na^2 通道电流（R－INa）在－40mV左右激活,－10－0mV达峰值,即R－INa激活电压与峰值电压均向正电位方向移动约10mV,提示二者Na^ 通道控特性不同,R神经细胞Na^ 通道功能发生了变异。三氟氯氰菊酯作用后,S－INgn R-ISs的I－V曲线均向负电位方向移动的10mV,S－INa在20min后基本消失,而R－INa被阻断需时约90min,延长近5倍,其幅值有减小再增大的现象。对Ca^2 通道分析表明,杀虫剂作用后,R及S神经细胞Ca^2 通道电流的I－V曲线均向负电位移动10－20mV,提示三氟氯氰菊酯对Ca^2 通道的门控过程也有影响。与R－INa幅值起伏变化相联系,可推知杀虫剂对神经细胞的毒性作用中,Na^2 、Ca^2 通道均受影响。     

离体培养小鼠神经细胞在有丝分裂过程中的膜电位变化(简报)

细胞分裂是个体生长和生命延续的基础,而且它还是理解肿瘤发生机制所不可缺少的理论基础,因此关于控制细胞有丝分裂基本机制的研究是很有意义的,受到广泛的重视。Grandin等证明了在胚胎细胞分裂时细胞内pH和钙离子都有相应的变化,虽然他们也同时记录了膜电位的变化,但未作详细的分析,而且上述研究都是在两栖类动物的卵母细胞上进行的,至今尚未见有关哺乳动物神经细胞在有丝分裂过程中膜电位变化的报道。     

棉铃虫幼虫的活动规律及其防治时机探讨

针对所谓抗性棉铃虫防治不易问题,通过观察、试验发现与喷药防治时间选择有关。提出在傍晚露水下来后喷药最佳,比中午高温时喷药及日落后喷药防效分别提高87%及75.9%。     

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。     

神经敏感性的降低是棉铃虫对拟除虫菊酯抗药性的重要机制

用扫描电子显微镜和光学显微镜的染色观察,研究了棉铃虫Helicoverpa armigeraHubner 3龄幼虫腹部神经一肌肉的分布,表明其腹纵肌细胞适合于作电生理细胞内记录。用电生理细胞内微电极记录法研究了棉铃虫三个品系：对照品系、功夫菊酯抗性品系(Cy-R,抗性指数13.4)和氰戊菊酯抗性品系(Fn-R,抗性指数37.9)的3龄幼虫神经一肌肉材料对相应杀虫剂的神经敏感性。结果表明：用10^-6mol/L的功夫菊酯处理Cy-R,在30min内有40%的个体对药剂无反应,另外60%的个体产生反应所需的时间是对照品系的3.5倍。用10^-6mol/L的氰戊菊酯处理Fn-R,在30min内有47%的个体对药剂无反应,另外53%的个体产生反应所需的时间是对照品系的4.2倍。这些结果说明神经敏感性降低是棉铃虫对拟除虫菊酯抗药性的重要机制。     

MOLECULAR MECHANISMS OF TARGET RESISTANCE IN THE ORGANOPHOSPHATE- AND PYRETHROID-RE-SISTANT HELICOVERPA ARMIGERA (HUBNER)

Abstract  The molecular mechanisms of target resistance, i. e. acetyicholinesterase (AChE) and sodium channel insensitivity, in the organophosphate(0P)- and pyrethroid(Py)-resistant (R) Helicoverpa armigera were investigated. The activity and V_max of AChE from R strain were 1.09– and 1.23-fold of the susceptible(S) strain respectively, but the K_M value of AChE in R strain was only 0.67-fold of S stain. The K_i values of AChE from the R strain were 0.44 for DDVP and 0.50 for malathion respectively, as compared with those of the S strain. These data showed that the AChE from R strain might be qualitatively altered. The knockdown resistance ( kdr ) of the resistant H. armigera was also identified by PCR technique. The fragments of IIS6, linker of 11–111 and a part of IIS5-IIs6 in the sodium channel were cloned and sequenced, and then compared to amino acid sequences from the R and S strains. and other insect species. There was no difference to be found at amino acid level in the above fragments cloned. It was suggested that the Rdr was not involved in the resistance of R strain.     

适合棉铃虫细胞HzAm1生长的培养基筛选及低血清驯化

昆虫细胞-杆状病毒系统是昆虫杀虫剂生产和医用外源基因表达的有效工具。昆虫细胞的无血清或低血清培养是十分必要的。从三种商业化的培养基TC-100、GRACE和IPL-41中筛选出了最适合棉铃虫细胞HzAm1生长的基础培养基TC-100。以该培养基为基础,将血清用量从常用的10%降至1%,同时补加一定量的水解乳蛋白以及酵母提取物等,对棉铃虫细胞HzAm1进行驯化培养,效果良好。     

有机磷和拟除虫菊酯抗性棉铃虫靶标抗性的分子机理(英文)

对有机磷和拟除虫菊酯抗性 (R)棉铃虫靶标抗性的分子机理 ,即乙酰胆碱酯酶 (AChE)和钠通道敏感度降低进行了研究。根据AChE的动力学常数表明 ,R品系AChE的活性和Vmax值分别是S品系的 1 0 9和 1 2 3倍 ,但R品系的AChE的Km 值仅是S品系的 0 6 7倍。R品系AChE对DDVP和马拉硫磷的Ki值分别是S品系的 0 4 4和 0 55。这表明AChE发生了质的变化。还应用PCR技术对抗性棉铃虫的击倒抗性 (kdr)进行了鉴定 ,克隆了钠通道的IIS6序列、IIS5和IIS6连接片段以及II和III连接片段 ,测序后比较了R和S品系以及其它昆虫的同源性 ,结果在氨基酸水平未发现有任何差异 ,这表明该抗性棉铃虫品系不涉及kdr。     

苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ对棉铃虫幼虫神经细胞钠通道的影响

电压门控钠通道是神经细胞兴奋传导的基础,也是杀虫剂最主要的作用靶标。具有二氢沉香呋喃多元酯骨架的苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ是卫矛科植物苦皮藤的主要杀虫活性成分,苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ处理后昆虫的中毒症状分别表现为麻醉和兴奋。本实验应用全细胞膜片钳技术就苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫离体培养神经细胞钠离子通道的影响进行了比较。结果表明：苦皮藤素Ⅳ对TTX-敏感钠通道电流的抑制明显具有浓度和时间依赖性,高浓度（10 μmol/L和1 μmol/L）条件下,峰值电流迅速减小而被抑制,在较中间浓度（0.1 μmol/L）时缓慢降低,而在低浓度（0.01 μmol/L）下,峰值电流先增加然后再缓慢降低;苦皮藤素Ⅳ对激活电压无明显影响,但使峰值电压向正电位方向移动,在高浓度移动迅速,低浓度移动缓慢。苦皮藤素Ⅴ对TTX-敏感钠通道电流峰值有明显的增大作用,也有一定的浓度依赖性;对激活电压无明显影响,峰值电压在高浓度下变化不明显,在较低浓度(0.1 μmol/L和 0.01 μmol/L)下向正电位方向移动明显。结果说明,苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ可能在钠通道上有一个相同的靶标位点,但由于它们化学结构上的差异,可能对钠通道动力学的修饰不同,导致不同的生理效应,昆虫表现出不同的神经中毒症状。