血小板活化因子对豚鼠心室肌细胞动作电位和钾通道的影响

应用全细胞膜片钳技术研究了血小板活化因子(platelet activatingfactor,PAF)对豚鼠心室肌细胞动作电位和钾电流的影响.结果发现,当电极内液ATP浓度为5 mmol/L(模拟正常条件)时,1 μmol/L PAF使APD90由对照的225.8±23.3 ms延长至352.8±29.8ms(n=5,P＜0.05);使IK尾电流在指令电压 30 mV由对照的173.5±16.7 pA降至152.1±11.5 pA(P＜0.05,n=4);使Ikl在指令电压为-120 mV时由对照组的-6.1±1.3 nA降至-5.6±1.1 nA(P＜0.05,n=5);但PAF在生理膜电位范围(-90mV～ 20mV)对IK1没有影响.当电极内液ATP浓度为0mmol/L时,IK·ATP开放(模拟缺血条件),1 μmol/LPAF却显著缩短APD90,由对照的153±24.6 ms缩短至88.2±19.4 ms(n=5,P＜0.01).而用1 μmol/L格列本脲(IK·ATP的特异阻断剂)预处理后,恢复了PAF可显著延长动作电位时程的作用.结果提示,PAF可能扩大缺血心肌和正常心肌细胞动作电位时程的不均一性,是缺血/再灌注性心律失常发生的重要原因.     

三羟异黄酮对豚鼠心室肌细胞L-型钙通道电流的影响

本实验用全细胞膜片钳技术观察三羟异黄酮(genistein,GST)对豚鼠心室肌细胞L-钙通道电流(ICa、L)的影响。结果如下:(1)GST(10、50、100 μmol/L)可浓度依赖性地降低ICa,L(n=6,P<0.01)。GST的非活性结构类似物daidzein(100μmol/L),在同一浓度范围对ICa,L没有影响(n=5,P>0.05)。(2)GST使I-V曲线上移,但对ICa,L的电压依赖特征和最大激活电压无明显影响。(3)GST对ICa,L的激活动力学特性也无影响,但可使钙电流稳态失活曲线左移。V0.5从对照的-28.6±0.6 mV变为-32.8±1.1mV,κ值从对照的5.8±0.5 mV升至6.5±0.9 mV(n=6,P<0.05)。(4)GST明显使复活曲线右移,从而使ICa,L从失活状态下恢复明显减慢(n=7,P<0.01)。(5)酪氨酸磷酸酶抑制剂正钒酸钠(1 mmol/L)显著对抗GST引起的ICa,L抑制效应(n=6,P<0.01)。根据以上结果得出的结论是:GST抑制ICa,L加速钙通道失活和钙通道在失活状态下恢复减慢;GST对ICa,L的这种抑制作用与蛋白酪氨酸激酶(PTK)抑制有关。     

弱激光对大鼠海马神经元钠通道特性的影响

利用波长670nm、功率5mW的半导体激光器照射急性分离的大鼠海马CA3区锥体神经元,应用全细胞膜片钳技术研究其电压门控Na 通道的特性.实验发现:弱激光作用5min时,Na 通道激活电位和峰值电位开始向负电位方向移动,7min激光作用达稳定;激光照射对Na 通道电流峰值无影响,对照组和激光照射组峰值电流密度分别为(-383.51±26.93)pA/pF和(-368.36±33.14)pA/pF(n=8,P>0.05);激光作用降低了Na 通道的激活阈值电位和峰值电位,对照组通道电流在-40mV激活,-30mV达峰值,激光照射组通道电流在-60mV激活,-40mV达峰值;激光照射改变了Na 通道半数激活电压和斜率因子,对照组和激光照射组的半数激活电压分别为(-42.091±1.537)mV和(-54.971±1.846)mV(n=8,P<0.01),斜率因子分别为(1.529±0.667)mV和(2.634±0.519)mV(n=8,P<0.05).结果表明,弱激光照射海马神经元可改变Na 通道的激活特性,从而影响动作电位的去激化过程,进而会引起神经元细胞生理功能发生变化.     

蝎毒耐热蛋白对大鼠急性分离海马神经元兴奋性的影响

应用全细胞膜片钳记录技术在电流钳模式下观察经持续高温等特殊处理后分离纯化的30～50 kDa蝎毒耐热蛋白(scorpion venom heat resistant protein,SVHRP)(国家发明专利,专利号ZL01 106166.92)对急性分离大鼠海马神经元兴奋性的影响.结果发现SVHRP可致海马神经元兴奋性降低.神经元经1×10-2 μg/mL SVHRP处理后动作电位发放模式改变,发放频率减少.在52个受检细胞中,有45个细胞产生位相放电(占86.54%);7个细胞产生重复放电(占13.46%).在产生位相放电的45个细胞中,有8个细胞在SVHRP处理后仍可以诱发出位相放电(占17.78%);37个细胞在SVHRP处理后无法诱导出位相放电(占82.22%),SVHRP处理后动作电位的产生与处理前相比,有显著差异(P＜0.01,n=45);在产生重复放电的7个细胞中,在1×10-2μg/mL SVHRP作用后均不能再次诱发出重复放电,而是产生一个动作电位或不再产生动作电位,药物处理前产生的动作电位个数为14.57±1.00,SVHRP处理后产生动作电位的个数为0.57±0.20,二者之间有显著性差异(P＜0.01,n=7).1×10-4 μg/mLSVHRP处理后,诱发动作电位产生的基强度由(75.10±8.99)pA增加到(119.85±12.73)pA(P＜0.01,n=8);阈电位由(-41.17±2.15)mV升至(-32.40±1.48)mV(P＜0.01,n=8);动作电位峰值由(68.49±2.33)mV下降至(54.71±0.81)mV(P＜0.01,n=8).由于神经元超兴奋性被认为是癫痫发作的基本机制之一,因此上述结果表明SVHRP有可能通过降低海马神经元兴奋性发挥其抗癫痫作用,这为蝎毒药物的进一步开发提供理论依据.     

琥珀酸对大鼠海马CAI区神经元电压依赖性钙电流的影响

目的:观察不同浓度的琥珀酸对大鼠海马CAI区神经元电压依赖性钙通道(voltage-dependent calcium channels,VDCC)流的作用,初步探讨琥珀酸对神经元保护的电生理学基础.方法:采用传统全细胞膜片钳技术和制霉菌素(nystatin)穿孔膜片钳技术观察琥珀酸对海马CAI区神经元VDCC电流的影响.结果:不同浓度的琉角酸(10-6、10-5、10-4、10-3、10-2和10-1mol·L-1)在海马CAI区对低电压激活(low-voltage activated,LVA)钙通道电流未见任何影响,而对高电压激活(high-voltage activated,HVA)钙通道电流的抑制呈浓度依赖性.对照组HVA钙电流为580.051±7.32pA,分别给予10-6、10-5、10-4、10-3、10-2和10-1 mol·L-1的琥珀酸后HVA钙电流依次为563.74±16.65,517.99±15.24,444.66±13.26,405.32±19.11,269.03±9.96和86.41±3.25pA,同对照组相比差异有统计学意义(n=8,P<0.01).结论:琥珀酸能浓度依赖性地抑制HVA钙电流,而对LVA钙电流无影响.由此推测琥珀酸可能通过抑制HVA钙电流减少Ca2+内流而影响海马CAI区神经元的兴奋性,从而抑制癫痫的形成,其脑保护作用可能与此有关.     

不同浓度葡萄糖对大鼠胰岛β细胞L-型钙通道的影响

采用全细胞膜片钳技术观察不同浓度葡萄糖对新生Wister大鼠胰岛β细胞膜上电压依赖性L-型钙离子通道门控特性的影响,即分别用2.8、5.5、16.7和22.2 mmol/L的葡萄糖刺激单个贴壁胰岛β细胞,以Ba²⁺作为载流子,分析比较葡萄糖对L-型钙通道电流的影响。结果显示：在低糖（2.8 mmol/L）情况下,大鼠胰岛β细胞电压依赖性L-型钙离子通道电流静息膜电位约为－70 mV,钙离子内流不明显,且无明显的时间依赖性关系。在葡萄糖浓度为5.5 mmol/L的条件下,大鼠胰岛β细胞电压依赖性L-型钙离子通道电流在－40 mV激活, +20 mV左右达峰值;高糖（16.7 mmol/L）作用胰岛β细胞后,电压依赖性L-型钙离子通道电流约－40 mV激活,＋10 mV左右达峰值,即峰值电位向负方向移动约10 mV;葡萄糖浓度达22.2 mmol/L时,电活动呈持续性去极化,峰值电位增加不明显,提示葡萄糖降低胰岛β细胞电压依赖性L-型钙通道电流的激活电位阈值,促进其开放,钙电流峰值电位增加,随着高糖作用时间的延长,胰岛β细胞容积变大,细胞膜破坏。提示高浓度葡萄糖在一定范围内可以刺激胰岛素的分泌,但浓度过高则可抑制胰岛素的分泌,通过观察葡萄糖刺激的胰岛β细胞胰岛素第一时相分泌的变化,在一定程度上对高糖毒性作用的可能提供了证据。     

熊果酸激活低分化鼻咽癌细胞氯通道和减小细胞容积

本文旨在研究熊果酸对低分化鼻咽癌细胞氯通道的激活作用,以及熊果酸对其细胞容积的影响。采用膜片钳技术记录熊果酸激活的鼻咽癌细胞(CNE-2Z)全细胞氯电流,应用离子置换、改变细胞外渗透压、氯通道阻断剂等观察熊果酸诱导的氯电流的特性,活细胞动态图像分析技术测量细胞容积变化。结果显示,等渗条件下可记录到CNE-2Z细胞微弱且稳定的背景氯电流,细胞外灌流熊果酸可浓度依赖性(1～100nmol/L)诱发氯电流的产生,在±80mV电压钳制下,100nmol/L熊果酸激活的氯电流的平均电流密度为(78.92±6.39)pA/pF和(59.86±4.86)pA/pF,该电流具有较明显的外向优势,不表现明显的时间依赖性和电压依赖性失活。该电流翻转电位为(4.83±0.30)mV,较接近Cl平衡电位(0.9mV)。熊果酸激活的氯通道对不同阴离子的通透性为:Cl-=I->Br->葡萄酸根离子。该电流具有容积敏感性,可被细胞外高渗透压显著抑制;氯通道阻断剂他莫昔芬(tamoxifen)、5-硝基-2-(3-苯丙胺)苯甲酸[(5-nitro-2-(3-phenylpro-pylamino)benzoic acid,NPPB]可抑制该电流。细胞外灌流熊果酸1h后,细胞容积减小,氯通道阻断剂NPPB可抑制该容积变化。以上结果提示,熊果酸可以激活低分化鼻咽癌细胞的氯通道,使Cl外流,进而引起细胞容积减小。     

HERG钾通道在细胞容量调节中的作用

目的:研究HERG钾通道在细胞容量调节中的作用,并探讨其作用机制。方法:全部试验应用稳定转染HERG-HEK293细胞和HEK293细胞。应用全细胞膜片钳技术记录HERG钾电流。结果:1当HERG-HEK293细胞处于低渗状态,指令电压为0 mV时,Istep增加60%(n=12,P0.05);如指令电压为+30 mV,Itail增加72.1%(n=11,P0.01),增大的HERG电流可被特异性HERG钾电流阻断剂Cisapride(100nM)抑制,Istep被抑制97.2%(n=6,P0.01),Itail被抑制174.1%(n=6,P0.01)。2在低渗状态,指令电压为0 mV时,容量调节性氯通道阻断剂尼氟灭酸(NFA,10 nmol/L)使Istep抑制46.2%(n=12,P0.01),Itail抑制48.5%(n=11,P0.01);给以容量调节性氯通道阻断剂DIDS 100μmol/L时,Istep抑制45.9%(n=12,P0.01),Itail抑制51.1%(n=11,P0.01)。结论:HERG通道部分参与调节性细胞容量下降过程。其参与的细胞容量调节与容量调节性氯通道的激活相伴随。     

海马脑片锥体神经元钙离子通道的盲法膜片钳研究

目的和方法 :采用大鼠海马脑片盲法膜片钳全细胞记录技术研究CA1区锥体神经元电压门控性Ca2 通道的动力学特征。结果 :大鼠海马脑片CA1区锥体神经元电压门控性Ca2 通道电流具有如下特点 :①激活的阈电位偏低 ,为 (- 4 9.3± 8.6 )mV ,范围为 - 6 5～ - 30mV(n =2 3)。②衰减时间常数τ值较大 ,且变化范围大 (10 0～ 70 0ms) (n =12 ) ,并且衰减具有Ca2 电流幅值的依赖性 ,③稳态失活呈现电压依赖性 ,半失活电压为 (- 5 5 .4± 9.7)mV ,斜率因子为 (5 .3± 0 .9)mV(n =10 )。④当细胞外Ca2 浓度为 2 .5mmol/L时 ,Ca2 通道的反转电位为 (5 5±13)mV(n =10 )。⑤尾电流成分较为单一 ,不表现电压依赖性。另外 ,Ca2 电流对戊脉胺及双氢吡啶类化合物硝苯地平均不敏感。结论 :根据上述Ca2 电流特征 ,海马脑片CA1区锥体神经元上的Ca2 通道主要以N型为主     

肾上腺素能受体阻断剂预防慢性压力超负荷左心室的电重构

研究长期使用肾上腺素能受体阻断剂治疗对慢性压力超负荷左心室电重构的影响。新西兰兔通过肾上腹主动脉次全结扎诱发慢性压力超负荷,10周后行心脏超声检查,并采用全细胞膜片钳技术分别记录腹主动脉结扎组(简称结扎组)、腹主动脉结扎 Carvedilol 干预组(简称Carvedilol组)及正常对照组(简称对照组)动物左室肌中层细胞的动作电位(action potential,AP)、内向整流钾电流(inward rectifier potassium current,IKi)、延迟整流钾电流(delayed rectifier potassium current,IK)及Na /Ca2 交换体电流。结果表明,结扎组的左室质量指数较对照组明显升高,Carvedilol组较结扎组明显降低(P<0.01)。在2 s的基础周长下,动作电位持续时间(以90％的复极时间表示,简称APD90)在对照组、结扎组及Carvedilol组分别为522.0±19.5 ms(n=6)、664.7± 46.2 ms(n=7)、567.8±14.3 ms(n=8),结扎组同对照组相比,P<0.01,Carvedilol组同结扎组相比,P<0.05。在测试电位为-100mV时,IKi电流密度(pA/pF)在对照组、结扎组及Carvedilol组分别为-11.8±0.50(n=8),-8.07±0.28 (n=8),-10.69±0.35(n=8),结扎组与对照组及Carvedilol组相比,P<0.01。在测试电位为 50 mV时,IK尾电流密度(pA/pF)在对照组、结扎组及Carvedilol组分别为0.59±0.40(n=     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.