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.     

海马脑片盲法膜片钳全细胞记录技术

本文较为详细地介绍了海马脑片盲法膜片钳全细胞记录技术,对其关键步骤和需要注意的问题进行了重点说明,同时对CA1区锥体神经元突触活动的特点,电压门控性Ca^2 通道以及谷氨酸（glutamate,Glu)γ－氨基丁酸（GABA）受体通道电流性质等进行了观察和分析,实验结果为采用海马脑片盲法膜片钳全细胞记录技术研究海马神经元离子通道动力学性质和中枢神经系统药物对突触活动的影响提供了可靠的依据。     

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 :5 0ng/mlIL 6作用 2 4h后IK和ICa明显减小 ,Cm明显增大。 5 0 ,5 0 0ng/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。     

不同培养条件对拟南芥根细胞膜片钳记录的影响

本文以沙培养法、蛭石培养法、土培养法、水培养法和MS培养基等不同的方法培养拟南芥(Arabidopsis thaliana),分析了不同培养方法对根生长发育的影响,并分别分离根的原生质体.在膜片钳记录中对不同来源的根原生质体状态进行了比较.结果表明,土培养法分离的原生质体最适于膜片钳记录.     

不同培养条件对拟南芥根细胞膜片钳记录的影响

本文以沙培养法、蛭石培养法、土培养法、水培养法和MS培养基等不同的方法培养拟南芥(Arabidopsis thaliana),分析了不同培养方法对根生长发育的影响,并分别分离根的原生质体。在膜片钳记录中对不同来源的根原生质体状态进行了比较。结果表明,土培养法分离的原生质体最适于膜片钳记录。     

大鼠离体脑片癫痫放电特征及EC—海马环路的作用

目的和方法：采用４００～５００μｍ大鼠水平脑切片强直电刺激海马Ｓｃｈａｅｆｅｒ侧枝（６０Ｈｚ、２ｓ）全细胞、细胞外同步记录ＣＡ１神经元胞体电活动和相应树突区场电位,探讨其在癫痫发生中的作用。结果：①５３片脑片上记录到细胞内、外同步发生的原发性后放,持续２０ｓ以上,放电形式和持续时间常在第６个刺激串后趋于稳定。ＣＡ１神经元的原发性后放常跟在强直电刺激引起的阵发性去极化或超极化偏移之后（ＰＤＳ、ＰＨＳ）。它可以从紧张性放电向爆发性放电转化,振幅逐渐递增并与细胞外癫痫样放电同步,产生癫痫放电极性偏移;②其中８／４０脑片细胞外可记录到继发性后放之后出现的自发性发作样癫痫放电,长达数分钟,与全细胞记录的ＥＰＳＰ同步。切断ＥＣ与海马之间的联系可以易化海马癫痫电活动（３／５）。结论：ＥＣ输入到海马的神经通路可能在封闭的ＥＣ海马环路中起着重要的门控作用     

不同年龄大鼠心肌细胞瞬时外向钾电流的变化

本文旨在研究心肌细胞瞬时外向钾电流(transient outward potassium current,Ito)的随龄变化及其药物反应性改变。Sprague Dawley大鼠28只,分为青年组(3~5月龄)、成年组(13~15月龄)和老年组(22~24月龄)。酶法分离心室肌细胞,应用全细胞膜片钳技术记录各组Ito。并于细胞外液分别加入1.0μmol/L异丙肾上腺素和2.0mmol/L4-氨基吡啶干预,观察Ito的变化。结果显示,与青年组和成年组相比,老年组Ito电流密度显著增加。门控动力学研究显示,老年组Ito电流稳态激活曲线左移,通道关闭态失活速率明显降低,稳态失活后恢复速率加快,而稳态失活过程无明显变化。老年组Ito对选择性抑制剂4-氨基吡啶的反应性与青年组和成年组相似,但老年组Ito对β受体激动剂异丙肾上腺素的反应性却明显弱于青年组和成年组,各组电流密度分别增加55.9%、127.5%和125.8%。上述结果提示,随着大鼠年龄的增加,心肌细胞Ito电流密度显著升高,与通道门控的激活、关闭态失活和失活后恢复机制改变有关,且老年鼠Ito对异丙肾上腺素的反应性降低。     

细胞外Ca2+对爪蟾脑片神经元微抑制性突触后电流的调制

应用盲法膜片钳全细胞记录技术,以爪蟾视顶盖神经元微抑制性突触后电流(miniature inhibitory postsyn-aptic currents,mIPSCs)为指标,观察了细胞外Ca^2 对爪蟾脑片神经元突触后mIPSC的调制。结果表明：用细胞外无钙或无钙含乙二醇双乙胺醚-N,N′-四乙酸(EGTA)(200nmol／L—2mmol／L)溶液灌流,均可使mIPSCs的发放频率降低;非特异性钙离子拮抗剂氯化铬(100μmol／L)也可使mIPSCs的频率降低;内质网钙泵抑制剂thapsigargin(TG)以及内质网ryanodine受体(RyR)激动剂ryanodine均可使mIPSCs频率升高,内质网RyR拮抗剂普鲁卡因则可降低mIPSCs的频率;磷脂酶C抑制剂U73122也可降低mIPSCs的频率,对三磷酸肌醇(inositol 1,4,5-triphosphate,IP3)水平有抑制作用的咖啡因亦可显著地降低mIPSCs,甚至完全抑制mIPSCs。从而表明：对突触前神经元及其末梢,细胞外钙离子可通过细胞膜上的钙通道进入细胞内,使细胞内钙浓度升高,突触前神经末梢释放出更多的神经递质。进而可能使突触后mIPSCs的频率增加;突触前细胞内钙储池上的Rya和IP3R均可介导钙从其中释放,并也可使突触前细胞内的钙离子浓度升高,进而可能使突触后mIPSCs的发放频率增加。     

重复膜片钳法研究MPP+对神经元钙电流作用

细胞膜片钳技术是研究膜离子通道的有效方法.在单个细胞上反复形成多次全细胞构型从而在同一细胞上观察某些药物的长时间作用对于通道膜电流的影响.利用全细胞构型下胞浆与电极内液的连通可以方便地向胞内引入药物.以此法研究MPP⁺多巴胺能神经瘤细胞(MN9D)的毒性作用表明MPP⁺导致细胞电压依赖性钙电流(I_Ca)显著下降;MPP⁺作用1 h以内高去极化电压较低去极化电压诱发的钙电流先受MPP⁺影响而下降; MPP⁺对未分化细胞的钙电流无显著作用(n=3).     

适于电生理学研究的新生大鼠中枢神经元培养

将分散的新生大鼠皮层神经元种在预先已培养了１０－１４ｄ的胶质细胞上,可使接种密度降至２．５×１０５／ｍｌ,同时细胞呈分散状生长,利于进行电生理学研究。采用膜片钳技术,在膜片钳放大器上记录了培养神经元的电生理特性,证明在未实验提供的培养条件下,神经元生长良好,保持了很好的生理功能。     

Hypoxic Excitability Changes and Sodium Currents in Hippocampus CA1 Neurons

1. The objective of the present study was to distinguish if inhibition of neuronal activity by hypoxia is related to a block of voltage-gated Na+ channels. 2. The effect of chemical hypoxia induced by cyanide (0.5 mM, 10 min perfusion) was studied with patch-clamp technique in visualized intact CA1 pyramidal neurons in rat brain slices. Action potentials were elicited in whole cell current-clamp recordings and the threshold was estimated by current pulses of 50-ms duration and incremental amplitudes (n = 31). The effect of cyanide on the Na+ current and conductance was studied in voltage clamp recordings from cell-attached patches (n = 13). 3. Cyanide perfusion during 10 min increased the threshold for excitation by 73 +/- 79 pA (p = 0.001), which differed from the effect in control cells (11 +/- 41 pA, ns). The change in current threshold was correlated to a change in membrane potential (r = -0.88, p < 0.0001). Cyanide had no significant effect on the peak amplitude, duration, or rate of rise of the action potential. 4. Cyanide perfusion did not change the Na+ current size, but caused a small decrease in ENa (-17 +/- 22 mV, ns) and a slight increase in Na+ conductance (+14 +/- 26%, ns), which differed (p = 0.045) from controls (-19 +/- 23 %, ns). 5. In conclusion, chemical hypoxia does not cause a decrease in Na+ conductance. The decreased excitability during hypoxia can be explained by an increase in the current threshold, which is correlated with the effect on the membrane potential.     

一种可用于500μm脑片的高分辨率细胞内标记技术

目的：建立简便高效的、与脑片盲法膜片钳记录相结合的生物胞素细胞内标记染色方法。方法：制备大鼠听皮层脑片（500 μm）,采用盲法脑片膜片钳全细胞记录,泳入生物胞素（0.2％）对记录细胞进行标记,经组织化学显色和甘油封片后,沿显微镜Z轴,每隔30 μm拍摄一帧显微数码图像,利用Adobe Photoshop软件对神经元进行三维重建。结果：标记的神经元层次清楚,可在光镜下分辨出胞体、轴树突分支、棘突等细微结构,而且非特异性背景染色浅;不需要进行厚脑片的二次切片即可对神经元进行三维重建。结论：本方法简便易行,结果可靠,分辨率高,而且对设备要求不高。     

大脑皮层神经元NMDA受体的单通道特性

本文用膜片箝技术对机械分离培养的大鼠大脑皮层神经元胞体上的ＮＭＤＡ受体的单通道特性进行了研究,实验用细胞贴附和内面向外两种形式记录单离子通道的活动。电极液内含有ＮＭＤＡ或Ｌ－门冬氨酸时,在皮层神经元上常见电导为３５ｐＳ的离子通道。通道对Ｎａ＋,Ｋ＋非选择性通透,对Ｃｌ－不通透,其平均开放时间和开放概率随超极化程度增大而降低。开放、关闭时间及ｂｕｒｓｔ时程的分布直方图均需双指数拟合。Ｍｇ２＋以电压和浓度依赖性的方式减小通道开放时间,ＡＰＶ能阻断通道活动,温度降低使通道开放时间延长及电流幅度减小。本文结果表明大脑皮层神经元上ＮＭＤＡ受体通道活动自身具有电压依赖性,因此提示ＮＭＤＡ受体通道的正常功能活动可能依赖于某些细胞内调控过程的存在。     

大鼠出生后内侧膝状体腹侧部神经元电生理和形态学特性的发育变化

本实验采用脑片膜片钳全细胞记录和生物胞素(biocytin)组化染色相结合的技术,研究出生后(postnatalday,P)3~30日龄大鼠(P3~30)内侧膝状体腹侧部(ventralpartitionofmedialgeniculatebody,MGBv)神经元的电生理和形态学特性的发育变化。结果显示:(1)在P3~30的发育过程中,MGBv神经元的静息膜电位自?40mV降至?67mV(P<0.01);输入阻抗由1832M?降至806M?(P<0.01);时间常数由2.55ms降至0.96ms(P<0.01)。同时,动作电位的幅度、阈值和时程也表现出显著差异(P<0.01);(2)K+通道阻断剂4-AP使P6的MGBv神经元诱发动作电位数目减少,幅度降低,时程变宽,并使P16的动作电位幅度逐渐降低至去极化脉冲终末达到平台电位,而Ca2+通道阻断剂CdCl2仅引起P16的MGBv神经元动作电位的幅度降低,时程延长;(3)在用biocytin标记的MGBv神经元观察到,幼稚MGBv蓬丛样神经元(tuftedneuron)胞体呈圆形或椭圆形,而随着出生后日龄的增长,胞体逐渐变成梭形。轴突出现较早,树突的发育相对较晚,但其发育变化更为显著和复杂。以上结果提示,大鼠出生后MGBv神经元电生理和形态学特性仍有显著的发育变化,且两者明显相关。     

Self-Inhibition in Amiloride-sensitive Sodium Channels in Taste Receptor Cells

Electrophysiological recording techniques were used to study the Na⁺ dependence of currents through amiloride-sensitive sodium channels (ASSCs) in rat taste cells from the fungiform and vallate papillae. Perforated patch voltage clamp recordings were made from isolated fungiform and vallate taste receptor cells (TRCs) and Na⁺ transport was measured across lingual epithelia containing fungiform or vallate taste buds in a modified Ussing chamber. In isolated fungiform TRCs that contain Na⁺ currents sensitive to the diuretic amiloride, Na⁺ ions inhibit their own influx through ASSCs, a process known as sodium self-inhibition. Due to the interaction between self-inhibition and the driving force for Na⁺ entry, self-inhibition is most evident in whole-cell recordings at Na⁺ concentrations from 50 to 75 mM. In amiloride-sensitive cells, the Na permeability is significantly higher in extracellular solutions containing 35 mM Na⁺ than in 70 or 140 mM Na⁺. Compared with the block by amiloride, the development of self-inhibition is slow, taking up to 15 s to become maximally inhibited. Approximately one third of fungiform TRCs and all vallate TRCs lack functional ASSCs. These amiloride-insensitive TRCs show no signs of self-inhibition, tying this phenomenon to the presence of ASSCs. The sulfhydryl reagent, p-hydroxymercuribenzoate (p-HMB; 200 μM), reversibly removed self-inhibition from amiloride-sensitive Na⁺ currents, apparently by modifying cysteine residues in the ASSC. Na⁺ currents in amiloride-insensitive TRCs were unaffected by p-HMB. In sodium transport studies in fungiform taste bud–containing lingual epithelia, ∼40% of the change in short-circuit current (I_sc) after addition of 500 mM NaCl to the mucosal chamber is amiloride sensitive (0.5 mM). p-HMB significantly enhanced mucosal NaCl-induced changes in these epithelia at mucosal Na⁺ concentrations of 50 mM and above. In contrast, the vallate-containing epithelia, which are insensitive to amiloride, showed no enhancement of I_sc during p-HMB treatment. These findings suggest that sodium self-inhibition is present in ASSCs in taste receptor cells where it may play a crucial role in performance of salt-sensitive pathways in taste tissue during sodium stimulation. This phenomenon may be important in the process of TRC adaptation, in the conservation of cellular resources during chronic sodium exposure, or in the gustatory response to water.     

一种改进的适用于膜片钳记录的成年大鼠海马神经元急性分离法

本文建立了一种快速、可靠的急性分离成年大鼠海马神经细胞的方法。此法可将实验大鼠的年龄提高到500d以上,体重300g以上;不损伤神经细胞膜的电学特性：形态上有差异的细胞易于分辨。用膜片钳技术的单通道和全细胞模式证实,在本实验条件下,约95％左右的健康细胞均能形成高阻抗封接,并成功地记录了电压依赖性钾、钠、钙通道,外向整流氯通道和大电导的钙激活钾通道电流。     

甲硫—脑啡肽对大鼠DRG分离神经元ATP—激活内向电流的抑制

本研究探讨了甲硫-脑啡肽(met-Enk)对ATP-激活电流(IATP)的调制作用.实验在大鼠新鲜分离背根神经节(DRG)神经元上进行.应用全细胞膜片钳技术所记录的IATP为内向电流.在被检测的DRG神经元中,90.0%(45/50)的细胞对ATP有反应.在45个对ATP敏感的细胞中对大部分细胞(29/45)施加met-Enk(10-9～10-5mol/L)也引起一内向电流;少部分细胞(9/45)为外向电流;其余的细胞(7/45)未引起可检测的膜反应.预加met-Enk后IATP明显地被抑制,此种抑制作用为剂量依赖性的.在预加10-9、10-8、10-7、10-6、10-5mol/Lmet-Enk后,IATP的抑制分别为13.2±5.4%(n=5)、39.2±8.6%(n=8)、54.1±8.6%(n=8)、43.3±7.9%(n=7);43.1±7.9%(n=7)(mean±SKM).阿片肽拮抗剂纳洛酮能翻转此种抑制效应.IATP的量-效关系表明,预加met-Enk后曲线明显压低,在浓度为10-3mol/L时IATP下降约25%,而Kd值几乎不变.应用二次钳压技术胞内透析H-9(PKA抑制剂)能取消此种抑制作用.上述结果提示met-Enk对IATP的抑制效应为非竞争性抑制作用,可能是由于阿片受体激活后,经相应的胞内信号转导途径使ATP受体磷酸化所致.     

细胞外Ba2+对大鼠心肌细胞L型钙通道的影响

目的：观察细胞外Ba²⁺对记录大鼠心肌细胞L型钙通道的影响。方法：采用急性酶解分离法获得大鼠的单个心肌细胞,使用全细胞膜片钳技术记录L型钙通道电流。采用Ba²⁺替换台式液中的Ca²⁺和直接向台式液中加入Ba²⁺（0~8 mmol/L）,观察峰值电流15 min内的变化,数据采用5个以上细胞进行重复。结果：（1）台式液中的Ca²⁺被Ba²⁺替换后,L型钙通道电流的失活速率明显减慢（P<0.01）;在台式液中加入少量Ba²⁺（0.2,0.4 mmol/L）时L型钙通道电流的失活速率无明显改变（P>0.05）,加入0.8 mmol/L Ba²⁺时失活速率明显减慢（P<0.05）。（2）与正常台式液比较,在细胞外液中加入Ba²⁺（0.2,0.4 mmol/L）峰值电流衰减减弱,其中10 min和15 min两个时间点衰减差异明显（P<0.01）。（3）在细胞外液中加入Ba²⁺可下移电流电压曲线,改变翻转电位,减弱丹酚酸A对钙电流的抑制强度,使量效关系曲线右移。结论：在细胞外液中加入一定浓度的Ba²⁺,能够减弱全细胞膜片钳技术记录大鼠心室肌细胞L型钙通道时出现的峰值电流衰减,改变通道的电压依赖特性,影响药物量效关系。     

成年大鼠海马CA1区锥体神经元外向整流氯离子单通道特性

采用膜片钳内面向外式技术,在急性分离成年大鼠海马CAl区锥体细胞上记录到了外向整流氯离子通道（outwardly rectifying chloride channel,ORCC）.长时间去极化（≥60 mV）刺激后,在30%的游离膜片上记录到有外向整流特性的单通道氯电流,膜电位在－60 mV到0 mV之间的单通道电导为(16.58±1.54) pS（n=10）,而在0 mV到+60 mV之间电导为（40.92±3.17） pS.通道开放概率有明显的电压依赖性(膜电位－60 mV时,P_o=0.44±0.12;膜电位为+60 mV时,P_o=0.86±0.06, n=10).在对称Cl^－浓度（150 mmol/L）时,通道翻转电位为(－4.17±1.84) mV.当溶液中部分NaCl被葡萄糖酸钠替代后,翻转电位为：(－34.23±4.86) mV (［Cl^－］_i/［Cl^－］_o=(30 mmol/L)/(150 mmol/L)),接近氯离子通道的理论值,这表明通道具有氯离子选择性.浴槽液中分别加入氯通道阻断剂DIDS和SITS可以使+40 mV的通道开放概率从(0.83±0.06)和(0.86±0.06)分别降低到(0.12±0.05)和(0.13±0.04)（n=5）,冲洗后可使开放概率基本恢复.上述研究结果显示,在成年大鼠海马CA1神经元上存在外向整流氯离子通道.