硝苯吡啶抑制豚鼠交感神经元的钙依赖性电位

应用细胞内记录技术观察了钙通道阻滞剂硝苯吡啶(nifedlpine)对离体豚鼠腹腔神经节细胞三种钙依赖性电位的可逆性作用。硝苯吡啶(0.1—1mmol/L)可剂量依赖式地抑制动作电位后超极化、强直后膜电位的变化,在无钠高钙加 TEA 溶液中,硝苯吡啶(0.1μmol/L)能抑制钙锋电位。结果表明,大剂量的硝苯吡啶可继发性抑制钙依赖性钾电导,临床治疗剂量的硝苯吡啶还直接减少钙电导。以上作用是硝苯吡啶调节交感节后神经元的兴奋性,阻滞突触前膜 ACh 的量子性释放的基础。     

兴奋性氨基酸受体离子通道的新观点

中枢神经元至少有三种谷氨酸受体亚型,它们选择性地由谷氨酸结构类似物 N-methyl-D-aspartate(NMDA)、quisqualate 和 kainate 激活。NMDA 与其受体作用后可使 Na~+、K~+及 Ca~(2+)离子通透性增加,同时记录到40～50pS、5ms 的电导水平,Mg~(2+)离子可将其选择性阻断;而 quisqualate 和 kainate 与其受体作用后,仅 Na~+、K~+离子通透性增加,Ca~(2+)离子通透性无变化,此时记录到1～20pS,0.5ms 电导(kainate 引起的电导偏小),Mg~(2+)离子对其无作用。由于 NMDA,quisqualate 和 kainate 与各自的受体作用后引起不同的离子通透性、不同的电导水平,它们对 Mg~(2+)有不同的敏感性,因而传统上认为,谷氨酸受体的不同亚型有不同的离子通道。     

高频电刺激改变神经元锋电位的波形

为了正确检测和研究高频电刺激(high frequencystimulation,HFS)期间神经元的动作电位发放活动,进而深入揭示深部脑刺激治疗神经系统疾病的机制,本课题研究HFS期间锋电位波形的变化.在麻醉大鼠海马CA1区的输入神经通路Schaffer侧支上,施加1~2 min时长的100或者200 Hz顺向高频刺激(orthodromic-HFS,O-HFS),利用微电极阵列采集刺激下游神经元的多通道锋电位信号,并获得由O-HFS经过单突触传导激活的中间神经元的单元锋电位波形及其特征参数.结果表明,O-HFS使得锋电位的幅值明显减小而半高宽明显增加,以基线记录为基准计算百分比值,O-HFS期间锋电位的降支幅值和升支幅值分别可减小20%和40%左右,半高宽则增加10%以上.并且,在大量神经元同时产生动作电位期间,或者在比200 Hz具有更大兴奋作用的100 Hz刺激期间,锋电位波形的改变更多,幅值的减小可达50%,宽度的增加可达20%.可以推测,高频电刺激对于神经元的兴奋作用可能升高细胞膜电位,从而改变细胞膜离子通道的活动特性,导致动作电位波形的改变.这些结果支持深部脑刺激具有兴奋性调节作用的假说,对于正确分析高频电刺激期间神经元锋电位活动具有指导意义,也为进一步研究深部脑刺激(DBS)治疗脑神经系统疾病的机制提供了重要线索.     

外周输入依赖的嗅球颗粒细胞的突触结构可塑性

活动依赖的突触结构可塑性是学习和记忆的基础.哺乳动物,尤其是啮齿类动物,具有高度发达的嗅觉系统和惊人的气味学习和记忆能力.本研究以CNGA2敲除而导致外周输入缺失的小鼠为模型,研究嗅球内活动依赖的突触结构可塑性.利用特异性的突触前和突触后标记物,发现外周输入缺失减少了突触标记蛋白突触素(synaptophysin)和抑制性突触标记蛋白桥蛋白(gephyrin)在嗅球外网状层和颗粒细胞层中的表达;兴奋性突触标记蛋白囊泡谷氨酸转运蛋白1(VGluT1)的表达水平只在外网状层中有显著下降,而在颗粒细胞层中没有明显变化.进一步通过活体质粒电转标记嗅球颗粒细胞后发现,CNGA2敲除小鼠颗粒细胞上位于外网状层中的远端树突棘密度显著减小,而位于颗粒细胞层中的近端树突棘密度没有明显变化.这些结果表明颗粒细胞上的树-树突触具有对外周活动依赖的结构可塑性,而轴-树突触则无.     

电刺激大鼠巨细胞网状核对小脑浦肯野细胞自发和诱发电活动的影响

本研究在麻醉并制动的大鼠上观察了电刺激巨细胞网状核(Gi)对小脑浦肯野细胞(PC)自发及诱发简单锋电位的影响。结果如下:(1)刺激Gi可使PC的简单锋电位出现潜伏期小于20ms的抑制性或兴奋性反应,并以抑制性反应为主。抑制性反应持续40-100ms,而兴奋性反应的时程可达200ms以上;(2)注射5-HT_2型受体阻断剂methysergide可以减弱或阻断电刺激Gi对PC自发简单锋电位的抑制作用;(3)条件性Gi刺激可以显著压抑或加强由刺激对侧大脑皮层感觉运动区引起的PC诱发简单锋电位反应。以上结果说明:在大鼠存在Gi-小脑通路,这一通路中的部分纤维是5-HT能的。Gi-小脑纤维可能通过突触和/或非经典突触的化学传递方式对PC的电活动产生某种调制性的影响。推测Gi-小脑传入纤维投射可能在某些小脑功能活动,如肌紧张及姿势的调节等方面发挥重要作用。     

星形胶质细胞的兴奋对神经元树突丝运动的调节机制

神经元树突上树突丝(filopodia)的形成及其运动,是神经元探索胞外环境、寻找突触前膜结构的一种方式.为研究星形胶质细胞的兴奋对神经元树突上树突丝运动的调节机制,在与神经元混合培养的星形胶质细胞中转染光敏感通道(channelrhodopsin-2).Channelrhodopsin-2是一种可表达于细胞膜表面的非选择性阳离子通道,可被特定模式的蓝光激活,导致大量钙离子内流并进一步诱发星形胶质细胞产生钙波,从而实现了选择性激活星形胶质细胞的目的.研究结果显示,在混合培养的神经元与星形胶质细胞模型中,激活的星形胶质细胞可以抑制神经元filopodia的运动,与外源性ATP、谷氨酸的作用效果一致.这表明星形胶质细胞激活后可能通过释放ATP和谷氨酸等递质来抑制神经元filopodia的运动.     

猪冠状动脉平滑肌细胞的自发瞬时外向电流的特性

自发瞬时外向电流（spontaneous transient outward currents,STOCs）在小动脉的肌源性调节中起着非常重要的作用。本文应用穿孔膜片钳技术记录了猪冠状动脉平滑肌细胞上的STOCs,研究了其基本特性以及调节。结果显示：STOCs有明显的电压依赖性和钙依赖性,其频率和幅度具有变异性。STOCs可以随机叠加在阶跃刺激方案和斜坡刺激方案引出的全细胞钾电流上。STOCs可被大电导钙激活钾（large-conductance Ca^2＋-activated potassium,BKCa）通道的特异性阻断剂ChTX、螯合胞外钙离子和50μmol／L ryanodine完全抑制。钙离子载体A23187可以明显增加STOCs的幅度和频率;而L型钙通道阻断剂verapamil和CdCl2对STOCs的影响很小。咖啡因使STOCs瞬时爆发性增加,然后抑制。钠离子载体可明显增加STOCs的频率;钠钙交换体选择性抑制剂KB．R7943可明显抑制STOCs。由此可以认为STOCs是BKCa通道介导的。STOCs的产生和激活依赖于经钠钙交换的钙内流和经肌浆网ryanodine受体介导的钙释放,钠钙交换可能决定钙库重载,而细胞膜下肌浆网的胞内钙释放（钙火花）所致的局部钙浓度瞬时增加激活与其相邻的BKCa通道,产生STOCs。     

蜜蜂视叶和脑中的方向选择水平运动检测

在蜜蜂被刺激眼的同侧视叶内记录方向选择前进和后退水平运动灵敏的细胞反应。水平前进运动灵敏细胞对同侧前进运动的反应为很强的兴奋和去极化,以及去极化伴随有锋电位发放,同侧的后退运动引起抑制和超极化。在仅刺激对侧眼时,发放的频率不依赖于运动。水平后奶退运动灵敏的细胞对同侧水平后退运动反应出很强的兴奋和去极化,其去极化上伴随有锋电位发放,锋电位达不到零电位而且在其终点没有回射,同侧的前进运动几乎没有反应。     

低渗条件下小肠上皮细胞调节性细胞容积减小的离子通道机制

目的:观察人小肠上皮细胞调节性细胞容积减小(RVD)的过程,探讨参与RVD过程的离子通道机制.方法:将培养的人小肠上皮细胞暴露于低渗溶液, 利用电子细胞体积测量系统测定细胞平均容积变化过程和离子通道的参与过程;采用RT-PCR方法检测人小肠上皮细胞上离子通道的表达.结果:人小肠上皮细胞具有良好的RVD功能; 其RVD过程可被氯通道阻断剂NPPB 和钾通道阻断剂四乙铵所阻断; 进一步的研究发现, 中等电导钙激活性钾通道(IK)的特异性阻断剂Clotrimazole (CLT) (1μmol/L)可以明显抑制细胞的RVD过程,而大电导钙激活性钾通道(BK)和小电导钙激活性钾通道(SK)的特异阻断剂iberiotoxin (100 nmol/L)和apamin (100 nmol/L)对RVD过程无任何抑制作用.RT-PCR的结果也显示, 人小肠上皮细胞只有IK表达, 而无SK和BK的表达.结论:人小肠上皮细胞具有RVD功能,RVD过程的完成有赖于氯通道和钾通道的平行激活, 而其中参与容积调节的钾通道是中等电导钙激活型钾通道IK.     

外侧隔—海马CA1通路电生理分析

电刺激外侧隔区可在海马 CA1区锥体细胞层记录到群锋电位,在 CA1辐射层顶树突记录到兴奋性突触后电位(EPSP)。侧脑室注射微量海人酸损毁海马 CA3-CA4区锥体细胞后,电刺激外侧隔区在 CA1顶树突不再诱发 EPSP,由此认为外侧隔-CA1顶树突的神经联系是通过同侧海马 CA3锥体细胞侧支实现的。但 CA3-CA4损毁后,电刺激外侧隔区在海马 CA1起层锥体细胞底树突仍可记录到 EPSP。这一在正常情况下被掩盖的外侧隔-CA1底树突神经联系及其来源尚有待探讨。     

激光共聚焦扫描显微镜和透射电镜观察大鼠纹状体内谷氨酸能突触连接的对比观察

目的 探讨使用激光共聚焦扫描显微镜 (Laser scanning confocal microscope,LSCM)观察大鼠纹状体内谷氨酸能突触连接的方法的可行性.方法 12只正常大鼠分为两组,6只大鼠进行纹状体中等棘刺神经元的CM-DiI 单细胞标记,然后Ⅰ型囊泡膜谷氨酸转运体(vesicular glutamate transporter 1,VGluT1 )免疫荧光标记,LSCM层扫后三维重建,观察VGluT1阳性位点在中等棘刺神经元树突上的分布.另外6只大鼠用TEM观察不对称性突触在纹状体神经元树突上的分布.对两种方法的结果进行比较.结果 用LSCM 和TEM方法观察到的纹状体神经元上谷氨酸能突触连接分布情况一致,没有统计学差异.但LSCM更具优越性的是,可以对图像进行三维重构,从而有利于对神经元之间突触连接的空间分布观察和定量分析.结论 神经细胞荧光标记技术结合LSCM观察是考察纹状体神经元上谷氨酸能突触连接的有效方法.     

代谢型谷氨酸受体激动引起星形神经胶质细胞肿胀

用[~3H]-3-氧-甲基-D-葡萄糖摄取的方法测定细胞水含量,观察谷氨酸受体激动剂、拮抗剂对培养的星形神经胶质细胞水含量的影响,并观察细胞内、外钙的作用.结果发现:0.5,1,10 mmol/L的谷氨酸和1mmol/L的trans-ACPD(代谢型谷氨酸受体激动剂)1h均可以引起细胞的水含量增加,1mmol/L的 AMPA(离子型谷氨酸受体激动剂)不影响细胞的水含量,1mmol/L的L-AP3(代谢型谷氨酸受体拮抗剂)可以拮抗1mmol/L谷氨酸和trans-ACPD的作用;撤除细胞外液的钙,谷氨酸不再引起细胞的水含量增加, 20 μmol/ L 的 CdCl₂不能减轻谷氨酸的作用,而300μmol/L的CdCl₂及30μmol/L的胆罗啉(Dantrolene)均可以减轻谷氨酸的作用,提示代谢型谷氨酸受体激动引起星形细胞肿胀,细胞内、外Ca²⁺在谷氨酸引起的星形细胞肿胀中起一定的作用.     

脊髓背角深层痛敏神经元与胶质层SP,Clu和GABA能末梢的突触联系

应用整体猫单细胞生理特性鉴定和细胞内注射辣根过氧化物酶标记法,显示了一些脊髓背角深层广动力范围型痛敏神经元有背侧树突延伸至背角浅层.并结合包埋后免疫,电镜显示这种神经元可通过分布于背角胶质层的树突接受大量P物质和谷氨酸免疫反应阳性纤维末梢的支配.由于后者主要来源于C类纤维,由此可以推测在背角浅层C类纤维介导的部分痛信息,可直接以单突触方式转送至背角深层的痛敏神经元.背角浅层的GABA免疫反应阳性轴突可与标记的远端树突形成突触,支持通过突触后抑制对脊髓痛觉传递发挥调制作用.     

CaMKⅡ介导的谷氨酸受体磷酸化(英文)

钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ,CaMKⅡ)在脑内兴奋性突触部位丰富表达。通过催化谷氨酸受体和众多突触蛋白磷酸化,CaMKⅡ调节磷酸化蛋白在基础或细胞兴奋时的转运、分布和功能。谷氨酸NMDA受体是CaMKⅡ的直接底物,有证据表明CaMKⅡ直接与NMDA受体胞内C末端相互结合,催化一特定丝氨酸(S1303)的磷酸化。CaMKⅡ也加强谷氨酸AMPA受体的磷酸化,通过磷酸化AMPA受体C末端特定的丝氨酸(S831),CaMKⅡ增强AMPA受体的功能。此外,CaMKⅡ可与代谢型谷氨酸受体mGluR1亚型的胞内C末端结合,促进一特定苏氨酸(T871)的磷酸化,从而促进受体兴奋后脱敏。CaMKⅡ在正常状态下与mGluR5受体结合以储存于突触内,刺激mGluR5受体时,CaMKⅡ与mGluR5受体分离,转运至NMDA受体,以介导mGluR5信号对NMDA受体的增强作用。总之,CaMKⅡ与谷氨酸受体相互作用,改变受体磷酸化水平,参与受体的数量和功能以及突触传导活动的调节。     

每期10题

1.神经纤维是指( )。 A神经元的轴突和树突; B.神经元的轴突和树突及包围在它的外边的结缔组织膜; C神经元的轴突或长的树突及包围在外面的鞘; D.神经元及其外所包围的髓鞘。 2在膝跳反射的反射弧中,刺激传入神经。请判断下面有关的叙述中哪些是正确的。①使神经兴奋,兴奋向效应器方面传导,引起肌肉的收缩; ②使神经兴奋,兴奋向效应器和感受器方面传导,一方面引起肌肉收缩,另一方面使感受器有一定的感觉; ③使神经兴奋,兴奋向两方面传导,向感受器传导的神经冲动逐渐消失; ④在一定范围内,刺激的强度越大,则肌肉收缩     

多通道神经元锋电位检测和分类的新方法

大脑神经元胞外单细胞动作电位(即锋电位)的检测和分类是提取神经元脉冲序列、研究神经系统信息处理机制的关键．为了提高锋电位的检出率和分类的正确性,设计了一种处理多通道锋电位记录信号的算法,用于分析微电极阵列记录的大鼠海马神经元锋电位信号,电极阵列上的测量点排列紧密,4个通道可以同时记录到来自相同神经元的信号．该算法首先利用一种多通道阈值检测法检出四通道记录信号中的锋电位,然后利用一种基于复合锋电位的主成分特征参数分类法将锋电位分类．仿真数据和实验记录信号的检验结果表明：与相应的单通道算法相比,该算法的锋电位检出率和分类的正确性显著提高,并且可以增加单次实验测得的神经元数目．因此,该算法为实现神经元锋电位的自动检测提供了一种简单有效的新 方法．     

钠钙交换在心脏发育早期自主膜电活动发生中的作用

钠钙交换是小鼠心脏发育中最早有功能性表达的通道基因。它的功能主要是通过泵出1个钙,泵入3个钠位置细胞内的钙稳态,此外可能参与兴奋收缩偶联。但是,至今钠钙交换在心脏发育过程中的功能性表达及其在细胞早期兴奋形成中的作用还不是很清楚。采用胚胎干细胞分化的心肌细胞为研究对象,发现在发育极早期,电压钳制在35mV的条件下,10mmol／L咖啡因诱导的内向电流的80％能被灌流液中Na^＋被等浓度的Li^＋取代（n=8）。此为钠钙交换电流。所有钳制的细胞单细胞RT-PCR都检测到了NCX1亚型的mRNA表达。进一步研究了钠钙交换的功能,发现等浓度Li^＋取代灌流液中Na^＋及应用高浓度Ni^2＋阻断了膜电位震荡及与震荡相间的动作电位（早期膜兴奋形式）。因此认为钠钙交换（NCX1亚型）在心脏发育极早期的心肌细胞中已有大量功能性表达,它对于早期自主性兴奋活动的发生起着关键性的作用。     

谷氨酸转运抑制剂对器官型培养脊髓片的影响

观察谷氨酸转运体抑制剂苏-羟天冬氨酸(Threo-hydroxyaspartate,THA)对器官型培养的脊髓片的影响,探讨谷氨酸在运动神经元损伤中的作用。取出生后8天乳鼠的腰段脊髓组织切片做脊髓器官型培养,在培养液中加入不同浓度THA(50μmol/L、100μmol/L、500μmol/L),用神经元的特异性免疫组化染色剂SMI-32,非磷酸化神经丝标记物,对脊髓腹角α运动神经元进行鉴定,用单克隆抗钙网膜蛋白(calretinin)抗体对背角中间神经元进行记数,测定培养液中乳酸脱氨酶(LDH)的含量,并与对照组比较。结果显示对照组α运动神经元数目恒定,THA可以引起剂量依赖性的培养液中LDH含量增高和α运动神经元数目减少,而脊髓背角的中间神经元损伤相对较轻,其中THA100μmol/L组在体外培养4周后出现类似于肌萎缩侧索硬化(ALS)的病理改变:α运动神经元数目较对照组明显减少,而脊髓背角的中间神经元数目无显著变化。细胞外谷氨酸增高主要对运动神经元造成损伤,脊髓运动神经元较感觉神经元对谷氨酸的兴奋毒作用更加敏感。     

电刺激大鼠右后背海马诱导前背海马神经网络癫痫样电活动

本文旨在探讨单侧海马(hippocampus,HPC)内神经网络与HPC癫痫发生的关系及其细胞机制。实验在45只SSprague-Dawley大鼠上完成。急性强直电刺激大鼠右侧后背HPC CAl基树突区(acute tetanizatio of the posterior dorsal hippocampus,ATPDH;60Hz,2s,0.4-0.6mA)诱发HPC癫痫模型,同步记录同侧前背HPC CAl顶树突区单位放电和基树突区深部电图。结果,ATPDH可以沿长铀向前1．8mm处对前背MIC神经网络产生下述效应：(1)同步或非同步原发性单位与深部电图后放电,在同步性后放电锁时(time-lock)关系明显。非同步性后放电的深部电图癫痫样电活动具有宽频带特征(5-90Hz);(2)原发性单位后放-后抑制效应可以引发低频原发性电图后放电,长时程爆发式单位放电可以诱发高频原发性电图后放电;(3)短束原发性电图后放电也可以诱发原发性单位后放电;(4)原发性电图后放电和神经元单位放电的抑制效应具有明显可塑性特征。以上结果提示,重复施加ATPDH可以引起前背HPC癫痫相关性病理生理性神经网络的重建;而单个神经元与神经网络的异常电活动之间具有明显的互动作用和突触传递可塑性特征;沿HPC长铀内在抑制性通路的过度活动也可以诱发电图癫痫样电活动,导致HPC网络癫痫的发生。     

谷氨酸转运抑制剂对器官型培养脊髓片的影响

观察谷氨酸转运体抑制剂苏一羟天冬氨酸(Threo-hydroxyaspartate,THA)对器官型培养的脊髓片的影响,探讨谷氨酸在运动神经元损伤中的作用。取出生后8天乳鼠的腰段脊髓组织切片做脊髓器官型培养,在培养液中加入不同浓度THA(50μmol／L、100μmol／L、5001μmol／L),用神经元的特异性免疫组化染色剂SMI-32,非磷酸化神经丝标记物,对脊髓腹角α运动神经元进行鉴定,用单克隆抗钙网膜蛋白(calretinin)抗体对背角中间神经元进行记数,测定培养液中乳酸脱氢酶(LDH)的含量,并与对照组比较。结果显示对照组α运动神经元数目恒定,THA可以引起剂量依赖性的培养液中LDH含量增高和α运动神经元数目减少,而脊髓背角的中间神经元损伤相对较轻,其中THA100μmol／L组在体外培养4周后出现类似于肌萎缩侧索硬化(ALS)的病理改变：α运动神经元数目较对照组明显减少,而脊髓背角的中间神经元数目无显著变化。细胞外谷氨酸增高主要对运动神经元造成损伤,脊髓运动神经元较感觉神经元对谷氨酸的兴奋毒作用更加敏感。