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。     

戊吡虫胍对棉铃虫中枢神经细胞电压门控钙通道和钾通道的影响

【目的】戊吡虫胍是将新烟碱类和缩氨脲类杀虫剂杀虫活性部分重新组合的新型杀虫剂。但对于该类杀虫剂究竟如何影响离子通道,通道门控特性和功能是如何变化目前尚未见报道。本实验旨在明确该杀虫剂是否影响电压门控钙通道和钾通道的门控过程,探究其是否为该杀虫剂的潜在作用靶标。【方法】应用全细胞膜片钳技术检测戊吡虫胍对棉铃虫Helicoverpa armigera Hübner中枢神经细胞电压门控Ca~(2+)通道和K~+通道的影响。【结果】戊吡虫胍作用后Ⅰ-Ⅴ曲线和激活曲线均向超极化方向移动10-15 mV,具有显著性统计学差异(P0.05)。稳态失活曲线向超极化方向移动约5 mV,不具有统计学差异(P0.05)。电压门控Ca~(2+)通道峰值电流(I_(peak))有不同程度的降低。随着浓度增大I_(peak)降低有减小的趋势。此外,1μmol·L~(-1)戊吡虫胍作用后钙离子的窗口电流(I_w)面积增加幅度较10μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)大,为93.20%。提示在一定的测试电压下,该药物作用后处于激活状态的Ca~(2+)通道数目增多。另外,其作用后电压门控钾通道I_(peak)降低。随着浓度增大I_(peak)降低有减小的趋势。同时Ⅰ-Ⅴ曲线下移,激活曲线向去极化方向移动约8 mV,不具有统计学差异(P0.05)。这表明戊吡虫胍作用后K~+通道在较高电位下才能激活。【结论】戊吡虫胍能够有效抑制Ca~(2+)通道和K~+通道I_(peak),并使通道的激活曲线和失活曲线发生移动,影响Ca~(2+)通道和K~+通道的门控特性。表明棉铃虫中枢神经细胞上的电压门控Ca~(2+)通道和K~+通道是戊吡虫胍的潜在作用靶标之一。     

保卫细胞钙信号的研究进展

钙(Ca2+)是多种信号途径的第二信使。Ca2+成像技术的成熟和发展为显示保卫细胞胞 质Ca2+浓度（［Ca2+］cyt）的分布及外界刺激引起［Ca2+］cyt的变化模式提供了很好的研究工具,关于细胞内外Ca2+库释放Ca2+的机制也有了较清楚的认识。拟南芥突变体的研究使Ca2+ 信号上游分子及其排序更加明确,［Ca2+］cyt增加下游的磷酸化和去磷酸化 过程也是气孔关闭必需的生理过程。     

植物细胞中钙信号的时空多样性与信号转导

近年来,对钙信号的研究,包括对钙信号的产生、传导及最终靶蛋白的研究,越来越受到人们的重视。植物生长发育许多过程的信息传递,包括对各种内外刺激的反应都涉及到钙信号。钙信号的产生及传导是通过胞质自由钙离子的浓度变化来实现的。本文综述了胞质自由钙离子的测定、钙信号的时空多样性及钙信号的靶蛋白如CaM、Ca2+依赖的蛋白激酶、钙调磷酸酶、磷脂酰肌醇_磷脂酶C 等方面的一些最新进展,展望了今后钙信号研究的方向及所用到的一些技术方法等。     

增效混剂对神经细胞钠通道的抑制作用

应用膜片钳技术,以MN-9D神经细胞为材料研究了溴氰菊酯及辛硫磷混剂的增效机理。膜片钳实验表明10^-5mol/L辛硫磷对Na⁺通道电流抑制作用很小,并随作用时间延长而逐步恢复。加药1 min Na⁺电流抑制率为6.99%,10 min为3.65%。10^-6 mol/L溴氰菊酯1 min抑制率为20.28%,10 min为21.43%。对蜚蠊中枢神经系统传导的动作电位抑制中时为53 min;10^-6mol/L溴氰菊酯与10^-5 mol/L辛硫磷混剂1 min抑制率为34.15%,10 min为36.69%,动作电位抑制中时为40 min,因此混剂可增强对Na⁺通道电流的抑制作用。通过Na⁺电流数据、尾电流衰减时间常数统计分析表明溴氰菊酯的修饰作用主要发生在关闭和静止状态的Na⁺通道,减缓通道的打开,延长通道关闭或失活状态。     

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。     

离子通道在中枢神经损伤修复中的作用研究进展

神经损伤是由炎症、外伤或卒中等病理因素引起,以受损部位出现神经元肿胀坏死以及周围血管供血不足为主要临床表现的疾病。越来越多的研究证实离子通道与神经损伤修复和功能退化密切相关。神经损伤后,机体可以通过产生和释放伤害性介质,调控离子通道的转运活性,从而改变神经元兴奋性和神经功能。该文将概述离子通道在神经损伤以及修复过程中的调控作用,系统阐述离子通道在各类中枢神经损伤疾病中所扮演的角色,部分揭示离子通道在神经损伤修复中的调控机制,为进一步探究神经损伤修复机制提供坚实的理论基础。     

大鼠背根节神经元后超极化中Ca2+激活 K+电流的蜂毒明肽敏感成分ⅠAHP

为了明确大鼠背根节(DRG)神经元中存在慢的Ca2+激活K+电流成分,本实验在新鲜分散的DRG神经元胞体上,采用全细胞电压箝技术,给予DRG神经元一定强度的去极化刺激,记录刺激结束后30 ms时的尾电流幅度.结果发现:(1)随着去极化时间从1 ms延长至180 ms时,尾电流幅度由9.3±2.8 pA逐渐增大至64.1±3.4 pA(P＜0.001);(2)当去极化结束后的复极化电位降低时,尾电流幅度先逐渐下降到零,然后改变方向,逆转电位约为-63 mV;(3)细胞外施加500μmol/L Cd2+或细胞内液中施加11 mmol/L EGYA时尾电流明显减小甚至完全消失;(4)尾电流中慢成分的幅度在细胞外给与200 nmol/L蜂毒明肽后,减小了约26.32±3.9%(P＜0.01);(5)细胞外施加10 mmol/L TEA,可明显降低尾电流中的快成分.结果提示,在DRG神经元后超极化中存在Ca2+激活K+电流的蜂毒明肽敏感成分--ⅠAiHP.     

猫外膝体中继细胞低阈值钙通道的动力学特性

在猫外膝体脑片上用单电极电压钳位的方法研究了低阈值T-型钙离子通道的动力学特性.采用阻断各种钾和钠离子通道、减小钙离子电流和选择适当的维持电位等方法,改善了脑片实验的空间钳位.所得结果与大鼠外膝体急性分离神经元的结果一致.说明猫外膝体神经元T-型钙离子通道的动力学特性与大鼠的相同.     

血管钠肽对大鼠肠系膜动脉平滑肌细胞Ca2+激活K+通道的作用

目的研究血管钠肽(VNP)对大鼠肠系膜动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)Ca2+激活K+通道(Kca)的作用及其机制.方法采用全细胞膜片钳技术观察VNP对Kca的影响,以及HS-142-1、8-Br-cGMP和美蓝(MB)在这一过程中的作用.结果①VNP(10-6 mol/L)显著增强Kca(P＜0.05,n=5).②8-Br-CGMP(10-3mol/L)模拟VNP增强Kca的作用(P＜0.05,n=6).③HS-142-1(2×10-5mol/L)或MB(10-5mol/L)完全阻断VNP增加Kca电流密度的作用.结论VNP通过作用于VSMCs的钠尿肽GC耦联受体,升高细胞内的cGMP水平,激活Kca.     

Staurosporine引起正常和肿瘤细胞内Ca~(2 )和CaM水平发生变化

低剂量Staurosporine可以使正常细胞可逆地阻断于G1期,但对肿瘤细胞的周期运行不发生任何影响。本文利用显微光度术,测定了单个细胞内Ca~(2 )、活化钙调素和总钙调素的含量,结果表明:5ng/mL staurosporine作用于细胞18h,使正常细胞2BS G1和S期总CaM含量降低;而BGC-823细胞各周期时相总钙调素含量不发生改变;钙活化钙调素增加。Staurosporine阻断2BS细胞于G1期而不影响BGC-823的周期运行可能与Stauro-Sporine使2BS G1期细胞的钙调素降低以及抑制了2BS细胞的P~(107)磷酸化有关。     

腺苷对缺氧时海马神经元内游离Ca^2＋的影响

实验用Ｆｌｕｏ－３负载细胞,在激光扫描共聚焦显微镜下直接监测缺氧后分散培养的大鼠海马ＣＡ１区神经元内游离Ｃａ＾２＋浓度（［Ｃａ＾２＋］ｉ）的变化,观察腺苷对这种变化的影响并初步探讨其作用机制。结果发现,急性缺氧使海马神经元［Ｃａ＾２＋］ｉ显著升高;腺苷（１００μｍｏｌ／Ｌ）明显抑制缺氧引起的［Ｃａ＾２＋］ｉ增高,腺苷Ａ１受体拮抗剂ＣＰＴ以及Ｋ＾＋通道阻断剂４－ＡＰ和ＡＴＰ敏感性Ｋ＾＋通道阻断剂ｇｌ     

Primary evidence for involvement of IP3 in heat-shock signal transduction in Arabidopsis

The role of inositol 1,4,5-trisphosphate （IP3） in transducing heat-shock （HS） signals was examined in Arabidopsis. The whole-plant IP3 level increased within 1 min of HS at 37℃. After 3 min of HS, the IP3 level reached a maximum 2.5 fold increase. Using the transgenic Arabidopsis plants that have AtHsp 18.2 promoter-β-glucuronidase （GUS） fusion gene, it was found that the level of GUS activity was up-regulated by the addition of caged IP3 at both non-HS and HS temperatures and was down-regulated by the phospholipase C （PLC） inhibitors {1-[6-（（ 1713-3-Methoxyestra-1,3,5（10）-trien- 7-yl）amino）hexyl]-2,5-pyrrolidinedione } （U-73122）. The intracellular-free calcium ion concentration （[Ca^2＋]i） increased during HS at 37℃ in suspension-cultured Arabidopsis cells expressing apoaequorin. Treatment with U-73122 prevented the increase of [Ca^2＋]i to some extent. Above results provided primary evidence for the possible involvement of IP3 in HS signal transduction in higher plants.     

Leptin受体三种亚型在大鼠垂体前叶的表达及其对大鼠生长激素细胞胞内游离钙的影响

目的观察Leptin受体(OBR)在雄性大鼠垂体前叶中的表达,研究Leptin对大鼠垂体生长激素细胞胞内游离钙水平的影响。方法用RTPCR方法检测Leptin受体几种形式在大鼠垂体前叶中的表达,用梯度离心的方法分离垂体生长激素(GH)细胞,将Leptin作用于分离的生长激素细胞,检测生长激素细胞胞内钙水平的变化。结果用RTPCR方法检测到在雄性大鼠垂体前叶中有Leptin受体(包括通用型OBR,短型OBRa及长型OBRb)的表达。用Percoll梯度离心法分离出的生长激素细胞约占70%～80%,10-8mol/LLeptin作用于分离培养的生长激素细胞,可引起生长激素细胞[Ca2 ]i相对水平迅速降低。结论在雄性大鼠垂体前叶有Leptin受体三种亚型的表达,且Leptin在体外可明显降低大鼠生长激素细胞胞内游离钙的相对水平。     

钙离子与缺氧性神经干细胞凋亡的相关性研究

目的检测钙离子浓度在缺氧性神经干细胞凋亡过程中的变化,以探讨缺氧性神经干细胞凋亡的发生机制。方法从大鼠胚胎神经管获取神经干细胞,经无血清悬浮培养技术获得神经球。对所获神经球行干细胞克隆试验、Br-dU掺入标记试验、nestin、NSE和GFAP免疫荧光染色,以确认神经干细胞的生物学特性。三气培养箱予以缺氧干预,按缺氧程度分为5%O2组、10%O2组和正常对照组(20%O2),每个实验组又依缺氧干预时间的不同,分为24h、48h、72h、96h、120h5个亚组。用激光扫描共聚焦显微镜和Fluo-3荧光探针标记技术检测神经干细胞内钙离子浓度;采用An-nexinⅤ-FITC/PI检测细胞凋亡率。结果5%O2120h组和10%O2120h组中神经干细胞凋亡率显著高于正常对照组和其他缺氧干预组,并且伴随有胞内钙超载。结论细胞内钙超载可能是缺氧性神经干细胞凋亡机制中的一个重要环节。     

重组于脂双层的人精子质膜Ca2+通道的膜片箝研究

跨膜离子流动在启动配子间的相互作用,如顶体反应过程中有重要作用。．但由于精子太小,无用论细胞内记录或膜片箝技术都难以对哺乳动物精子膜的离子通病进行研究。本工作将通道蛋白重组于脂双层,在电压箝位下记录了人精子膜的Ｃａ＾２＋通道电流。由１２个健康人的精子分离的膜蛋白通过融合重组于脂双层后,在ＣａＣｌ２溶液中（ｃｉｓ５０／／ｔｒａｎｓ １０ｍｍｏｌ／Ｌ）记录到两类单通道活动,它们的平衡电位都接近Ｃａ＾２     

小鼠巨噬细胞内游离钙离子变化介导的吞噬作用

为评估小鼠巨噬细胞吞噬死亡细胞时胞质内游离钙离子的变化。实验使用F luo-3标记巨噬细胞内钙离子和碘化丙碇对死亡细胞核染色,观察吞噬过程中细胞内钙离子的变化和显示巨噬细胞的吞噬功能,检测含死亡细胞的巨噬细胞内荧光密度图像。利用激光扫描共聚焦显微镜检测钙离子的释放。在缺钙的溶液中,可见巨噬细胞接触死细胞时细胞内钙离子快速地聚集和增高。在吞噬体形成时,巨噬细胞内钙离子上升到较高的水平。快速上升后,当吞噬小泡消化时,细胞内游离钙下降,随后钙离子恢复到低水平。研究显示伴随着吞噬小泡中红色荧光的死细胞的出现和消失,巨噬细胞内出现一系列钙离子变化的图像。提示巨噬细胞内钙离子改变在细胞吞噬作用中具有一定的作用。     

Kinetics of low threshold calcium channels of relay cells in cat lateral geniculate nucleus

Kinetics of the low threshold T-type Ca2+ channel is studied with single electrode voltage damp technique on brain slices of the cat lateral geniculate nucleus (LGN). Space damp is dramatically improved by blocking various K+ and Na+ channels, decreasing Ca2+ current and selecting proper holding potentials. Results from this study are similar to those obtained from acutely dissociated LGN neurons of the rat, indicating that the kinetics of T-Ca2+ channels of the cat LGN neurons is the same as that of the rat LGN. The result reported previously on the cat LGN may result from a defect in space damp.     

An intracellular calcium store is present in Leishmania donovani glycosomes

A fourth intracellular Ca2+ pool in Leishmania donovani was identified by permeabilizing plasma membrane with digitonin. In Fura 2 loaded cells Ca2+ was released synergistically when mitochondrial function was blocked by antimycin and oligomycin. Vanadate did not have any effect if applied before incorporation of these mitochondrial poisons. However, the same inhibitor which inhibits Ca2+-ATPase activity of endoplasmic reticulum was able to release Ca2+ at a slow rate when added after antimycin and oligomycin. Alkalization of cytoplasmic pH allowed further release of Ca2+ essentially from the acidocalcisome. Purified glycosomes could mediate Ca2+ uptake mechanism in presence of vanadate whereas bafilomycin, a specific and potent inhibitor of vacuolar proton pump did not have any effect. Glycosomal Ca2+-ATPase activity was optimum at pH 7.5. The apparent Km for calciumin presence of vanadate was 12 nM. Taken together, it may be suggested that a vanadate-insensitive Ca2+-ATPase is present in the membrane of this microbody. Presence of glycosomal Ca2+ was further confirmed by imaging of Ca2+ activity in the Fura 2 loaded purified organelle using confocal laser. Results reveal that newly localized glycosomal calcium may essentially be an effective candidate to play a significant role in cellular function.