用电压敏感染料光学记录膜电位

应用传统电生理方法如微电极和膜片钳技术,在记录较小的神经细胞和纤细的神经突起膜电位及同步记录神经细胞群的电活动等方面目前仍是一大难题。随着生理科学和神经生物学的发展,利用电压敏感染料光学记录膜电位技术已成为一种较为理想的新手段。本文对光学记录膜电位技术的发展史、染料特性和作用机制、光学成像及膜电位记录原理、目前的光学方法中某些不足及未来前景等做了较系统的介绍,并且简述了光学记录膜电位在电生理和神经生物学中的应用。     

电压敏感染料成像技术及其在神经科学中的应用

电压敏感染料成像(voltage sensitiVe dye imaging,VSDI)技术利用结合在神经细胞脂膜上的染料,将膜电位转化为荧光或光吸收信号,并用光学成像方法对神经电活动进行多点测量.VSDI在过去的50年内发展迅速,其良好的时空分辨率使它成为一种在介观(mesoscopic)时空尺度上研究神经元群体电活...     

光学方法分析GABA及GABAA受体在脑干听觉传入通路的作用

目的旨在探讨脑干听觉传入通路中GABA能神经递质及GABAA受体对电刺激位听神经传入冲动的影响.方法使用出生后0～5 d的ddy/ddy小鼠制备脑干切片.脑片经电压敏感染料NK3041染色,电刺激与脑片相连的位听神经残端.使用16×16像素的硅光电二极管阵列测量光学信号.所采集的数据使用ARGUS50/PDA软件分析.结果多部位的光学记录方法显示了从位听神经到耳蜗核和前庭核的兴奋性传导的时间-空间分布.其中每一个光学成分由快峰电位样反应和慢反应组成.抑制性神经递质GABA可降低诱发的光学信号的快反应和慢反应,GABAA受体拮抗剂荷包牡丹碱可增强这些反应.结论16×16像素的硅光电二极管阵列可记录位听神经刺激诱发的多部位光学信号,每一个光学信号含有突触前及突触后电位成分.抑制性神经递质GABA和GJBAA受体拮抗剂可调节光学信号的兴奋性传导.     

昆虫视觉电生理技术研究进展

昆虫视觉电生理技术是研究昆虫感光细胞和视觉神经元电学特性的重要技术,包括视网膜电位技术(ERG)和微电极细胞内记录技术(MIR)。ERG技术记录的是昆虫的视网膜对不同光刺激产生的电压或电流变化,这种反应发生在细胞外。MIR则是记录昆虫的单个感光细胞或视觉神经元对不同光刺激产生的电压或电流变化,这种反应发生在细胞内。昆虫电生理技术有助于探究昆虫视觉对光的电生理响应机制和明确昆虫敏感光谱和光感受器类型。本文介绍了ERG和MIR的基本结构及原理,总结了近20年来两种技术在昆虫感光电生理方面的应用,可为阐明昆虫对光的感受机制以及利用昆虫的趋光性防治害虫提供参考。     

豚鼠不同部位微动脉平滑肌细胞电生理学特性的比较

本研究应用电生理技术在豚鼠离体小脑前下动脉(anterior inferior cerebellar artery,AICA)、肠系膜动脉(mesenteric artery,MA)和耳蜗螺旋动脉(spiral modiolar artery,SMA)分支(直径小于100μm)上比较微动脉平滑肌细胞电生理学特性的异同。结果显示:(1)应用细胞内微电极记录技术测得AICA、MA和SMA细胞静息膜电位分别为(-68±1.8)(n=65)、(-71±2.4)(n=80)和(-66±2.9)mV(n=58),各微动脉间无统计学差异。(2)一段血管微动脉标本全细胞膜片钳记录的平滑肌细胞膜电容和膜电导都远大于单个细胞标本,且微动脉间存在统计学差异,大小顺序为MAAICASMA。应用缝隙连接阻断剂2-APB(100μmol/L)后记录一段微动脉平滑肌细胞膜电容和膜电导与单个细胞十分接近。(3)AICA、MA和SMA单个平滑肌细胞膜电流I/V关系呈明显的外向整流特性,都对1mmol/L4-AP和10mmol/LTEA敏感。当指令电压为+40mV时,AICA、MA和SMA血管平滑肌细胞电流密度分别为(26±2.0)、(24±1.7)和(18±1.3)pA/pF,SMA和AICA、MA间存在统计学差异。上述结果提示,豚鼠不同部位微动脉平滑肌细胞在缝隙连接耦联力和电流密度等电生理特性存在差异。     

可兴奋膜的电压箝方法

自从1949年K.S.Cole首先在乌贼神经大纤维上使用了电压箝方法(voltage clamp)以来,这种技术很快地应用到越来越多的生物标本。在五十年代,国际上仅有几个生物物理实验室掌握与使用这种技术,今天,它已为很多电生理工作者所熟悉。电压箝方法就是用负反馈的电子线路将膜电位箝制在实验所希望的一定值上,同时测量膜电流的变化,从电压与电流之比求出膜电导变化。目前一般都用离子通道电导特性的变化描述生物膜的兴奋与改变(modification);并解释由此产生的各种生理现象。电压箝方法已成为可兴奋细胞膜电生理研究的基本手段与分析方法。     

强直电刺激嗅内皮质-海马环路诱发CA1神经元的癫痫同步性膜电位振荡行为

目的和方法 :4 0 0～ 5 0 0 μm大鼠水平脑切片含有封闭的EC 海马环路。强直电刺激 (60Hz ,2s)海马Schaeffer侧支诱发癫痫放电 ,全细胞记录CA1胞体层单个神经元电活动 ,同步记录相应树突区细胞外场电位 ,探讨单个神经元膜电位振荡特性与细胞外癫痫电活动之间的关系。结果 :①强直电刺激诱发CA1神经元膜电位后放性振荡行为呈宽频特征 (3～ 10 0Hz)。以θ节律多见 ,跟随在刺激引起的膜电位去极化或超极化偏移 (paroxysmaldepolarizingorhyperpolaringshift,PDSorPHS)之后 ,振荡波的上升支和下降支分别由膜电位去极化 超极化或超极化 去极化成分构成 ;②逐渐增强的IPSP构成了膜电位振荡的起搏成分 ,继而反弹形成锋电位和阈下振荡 ,与细胞外癫痫样电活动同步 ,并促成癫痫放电由紧张性向阵挛性形式转变 ;③发现了电偶联电位 (spikelets)以及细胞之间的染料偶联现象。结论 :单个神经元作为振荡器可以启动群体神经元超同步化癫痫样电活动 ;缝隙连接可能参与了膜电位振荡的启动与场电位癫痫样电活动的同步作用。     

电-色染料的电生理学应用

近年来,美国耶鲁大学医学院 L.B.Cohen 教授研究应用电一色染料对膜电位进行光学探测,并成功地同时监测了35个神经细胞的电活动。他认为这种新技术能够扩展到同时处理数百个细胞,远远超过了微电极技术所能记录的极限,这样就有可能揭开神经系统中各神经细胞之间的相互关系的秘密。这种新技术主要是用一组对细胞电位变化能够发生颜色变化反应的染料。将它们涂在脑或心肌组织表面时,它们可由于细胞电位即细胞质和它周围介质之间的电位差的改变而改变颜色,亦即改变相应部位对色光的吸收作用或出现荧光,或二者同时出现。这样,如果用一个直径为18～50μm 的激光束快速扫描组织表面,然后把组织的影像聚焦在一个由许多光检测器组成的阵列上,再把光检测器收到的信号用计算机处理显示,就能够看到组织内各个细胞的光学特性的变化,或画出荧光光谱。由于这些光学变化和电变化相关,所以就能由此探测到这些细胞的电活动,并能由此分析这些细胞活动之间的相互关系。这种新技术还可用于对单细胞有机体(如细菌)、细胞碎片和某些细胞器如腺粒体等的功能研究。由于     

针灸辅助造影剂对小鼠大脑光声对比度的增强作用

目的:利用光声层析成像技术(photoacoustic tomography,PAT)监测针灸小鼠阳陵泉穴位(GB34)、静脉注射造影剂金纳米颗粒溶液这两种方法分别施加,以及共同施加对小鼠大脑皮层脉管系统成像的影响。方法:PAT技术能够对生物组织进行高分辨率无损成像,反映生物组织的光吸收特性等功能信息。本项研究工作,利用PAT技术实验获取了正常小鼠活体脑皮层随时间变化的图像,探讨了针灸及造影剂分别作用以及共同作用下皮层脉管系统的光吸收特性的变化。结果:三组活体实验发现在针灸及造影剂各自作用下,皮层脉管系统的光吸收峰值增强比率分别为23.87%以及38.56%;而在两者共同作用情况下,其皮层脉管系统的光吸收比外源刺激前进一步增加66.75%。结论:实验结果显示,PAT技术不但能够全程监测小鼠大脑皮层脉管系统随时间变化的光吸收信息,而且能够诠释金纳米颗粒结合针灸两者共同作用产生的皮层光吸收增强的复合效应远大于任何一种单独作用产生的效应,这揭示了针灸辅助造影剂方法有助于大大提高光声脑成像对比度。     

小鼠膀胱内金属纳米粒子的光热光学相干层析成像

本文提出了一种利用光热相差对金属纳米粒子(NP)试剂进行光学相干层析成像(OCT)的方法.通过记录光热相位,可以跟踪深度可分辨、实时和高度局部化的光热转换.对于绝热吸收,光热相差代表了NP的局部光吸收特性.为了验证该方法的有效性,我们首先利用FD-OCT成像系统对不同浓度的NP试剂进行了琼脂体模实验.结果表明,光热相位...     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.