双光子显微镜检测活体小鼠脑内微循环技术的建立

目的:利用正置双光子显微镜系统和荧光探针标记技术,观察活体小鼠脑内血管的三维立体分布,建立测量单根毛细血管血流速度的新方法。方法:麻醉小鼠,制作活体小鼠颅骨开窗样本,尾静脉注射血浆标记物Texas-Red dextran,利用双光子显微镜z序列扫描检测脑内微循环系统的三维分布;利用线扫描测量毛细血管的血流速度。结果:通过双光子显微镜可以探测到脑内500μm处的血管分布和走向,图像清晰且信噪比高;通过计算单位时间内红细胞的运动距离测得毛细血管(直径≤6μm)的血流速度为(0.59±0.12)mm/s。结论:利用双光子显微镜观察脑内微循环系统技术平台初步建立,为基础研究和医药应用提供了在体实验依据。     

脉冲电场对粒细胞内Ca2+浓度影响的动态变化

利用激光共聚焦扫描显微镜和装有CCD系统的荧光显微镜,研究在单脉冲电场作用下经fluo-3/AM标记的鸡胚小脑粒细胞内自由Ca2+浓度(i)的动态变化过程.结果表明:在单个电脉冲作用下,细胞内Ca2+浓度立刻升高并达到其最大值.Ca2+浓度升高的幅度以及升高的速率具有电场强度的依赖性.当细胞外Ca2+被过量的EGTA络合或细胞膜上的Ca2+通道被La3+堵塞后,细胞内的Ca2+浓度仍然升高.细胞内不同区域的Ca2+浓度同时升高;两极内的Ca2+浓度早于胞体的Ca2+浓度达到最大值并迅速恢复.     

培养的大鼠海马神经元胞内Ca2＋和 NO 双标记方法研究

以培养 8 ～ 10 天的大鼠海马神经元为对象,选择 Calcium Orange AM 和 DAF-FM diacetate 为 Ca2＋和一氧化氮 (NO) 的荧光指示剂,建立了基于激光扫描共聚焦显微技术的细胞内 Ca2＋和 NO 双标记检测方法 . 此方法对 Ca2＋和 NO 进行分步染色,然后应用激光扫描共聚焦显微镜 (LSCM) 的双轨迹 (Two Track) 模式,通过快速切换激光实现对细胞内 Ca2＋和 NO 的同时检测 . 实验结果显示,两种染料之间无串扰现象;在 N- 甲基 -D- 天冬氨酸 (NMDA) 刺激下,海马神经元胞内 Ca2＋快速升高,随后达到平台期并有波动, NO 则稳定持续升高,这些变化过程与单标记的结果一致;双标记层切序列图像显示细胞内 Ca2＋和 NO 都较集中分布于细胞中部,但在细节上两者的分布存在差异 . 此双标记方法能同时检测培养的海马神经元胞内 Ca2＋和 NO ,为研究神经元胞内 Ca2＋和 NO 的相互调控作用提供了一种新的手段 .     

谷氨酸、NMDA 和吗啡对培养大鼠星形胶质细胞内钙振荡的影响

目的:研究谷氨酸、NMDA、吗啡对原代培养的大鼠星形胶质细胞的胞内钙信号的影响及受体作用机制.方法:利用Leica AF6000活细胞工作站,检测谷氨酸、NMDA、吗啡分别灌流前后Fura-2/AM加载的星形胶质细胞内钙信号的动态变化,进一步观 察分别阻断代谢性谷氨酸受体5 (mGluR5)、NMDA受体(NMDA receptor,NMDAR)和阿片μ受体对诱导的胞内钙振荡的影响.结果:谷氨酸、NMDA、吗啡均可明显升高胞内游离钙的浓度([Ca2+]i),而将其相应受体拮抗后,星形胶质细胞[Ca2+]i升高的现象可以被显著抑制.结论:离体培养的星形胶质细胞膜上存在mGluR5、NMDAR和阿片μ受体,这些受体的激活可以升高星影胶质细胞的[Ca2+]i,且这些受体依赖的[Ca2+]i的调控机制可能是星形胶质细胞与神经元交互作用的重要途径之一.     

植物细胞Ca2+荧光蛋白指示剂研究进展

Ca2+作为第二信使参与了植物生长和发育过程的调控,不同生物和非生物胁迫信号均可诱导胞内Ca2+变化.对Ca2+在信号转导作用中的认识主要来自于细胞内Ca2+浓度测定.水母发光蛋白和基于荧光蛋白的Ca2+荧光指示剂作为检测细胞Ca2+信号的手段是近年发展起来的新方法.本文综述了水母发光蛋白和基于荧光蛋白的Ca2+荧光指示剂的发展、测量原理、优点与不足及其在细胞Ca2+信号转导中的应用研究进展.     

植物体内Ca2+,pH,ROS活体荧光探针成像研究进展

细胞内信号分子Ca2+与活性氧(ROS)以及细胞pH,是参与细胞多种生理和发育过程调节的关键因子。这些信号分子或细胞化学势之所以在如此众多方面起作用,是因为它们在生物体内从细胞到器官水平上、从数秒到数小时一直是在时空动态变化着的。恰到好处的是,荧光素感受器可以稳定地对细胞内Ca2+,pH与活性氧(ROS)活体原位实时定量。可视化的荧光细胞探针可分为两类:(a)直接染色;(b)基于绿色荧光蛋由基因编码的感受器。绿色荧光蛋白探针可在亚细胞水平上对目标蛋白准确定位,为得到细胞信号高分辨图提供可能。     

Ca2+对水杨酸诱发的丹参幼苗丹酚酸B生物合成的影响

为研究Ca2+在水杨酸诱导丹参幼苗丹酚酸B生物合成过程中的作用,分别用激光共聚焦显微镜和高效液相色谱仪检测胞外Ca2+通道抑制剂Vp和LaCl3,胞内Ca2+通道抑制剂LiCl以及胞内钙调素拮抗剂TFP处理前、后水杨酸诱导丹参叶片保卫细胞内Ca2+荧光强度和丹酚酸B含量的变化。结果表明,水杨酸 (SA) 处理后6 min即可诱发丹参幼苗叶片保卫细胞内Ca2+迸发,持续时间为2~3 min,丹参幼苗丹酚酸B生物合成量亦显著增加,且丹酚酸B合成量的增加发生在Ca2+迸发之后。胞外Ca2+通道抑制剂,胞内Ca2+通道抑制剂以及胞内钙调素拮抗剂均可抑制水杨酸诱导的Ca2+迸发和丹酚酸B的生物合成。结果表明水杨酸诱发的Ca2+对丹参幼苗丹酚酸B生物合成具有重要的调控作用。     

17β-雌二醇快速诱导静止状态小鼠囊胚细胞胞内钙离子增加

用钙离子荧光探针fluo-3/AM标记囊胚细胞内钙离子,用激光共聚焦扫描显微镜连续检测17β-雌二醇(17β-E2)作用所致囊胚胞内钙离子浓度的动态变化,用荧光显微镜检测偶联牛血清白蛋白的17β-雌二醇(E2-BSA)所致囊胚胞内钙离子浓度的改变,以及在去钙镁M2液、传统雌激素受体阻断剂tamoxifen和磷脂酶C特异抑制剂U73122作用下17β-E2所致囊胚细胞内钙离子浓度的改变。结果显示:17β-E2和E2-BSA均可引起静止状态囊胚细胞内[Ca2 ]的快速升高;17β-E2诱导的囊胚细胞内[Ca2 ]的快速升高不依赖于胞外钙离子的内流,且不被传统雌激素受体阻断剂所阻断,而磷脂酶C特异性抑制剂可明显抑制该效应。     

α-芋螺毒素AnIB[A11G]荧光标记的合成及应用

目的:合成α-芋螺毒素AnIB[A11G]荧光标记物,并用于测定烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)α3β2在小鼠脑内的分布。方法:利用两步氧化法设计合成α3β2高选择性抑制剂AnIB突变体AnIB[A11G],纯化后,用5-羧基四甲基罗丹明琥珀酰亚胺酯(5-TAMRA-SE)标记,标记物鞘内注射到小鼠脑内,用激光扫描共聚焦显微镜测定α3β2在小鼠脑内的分布。结果与结论:获得了单一5-TAMRA-AnIB[A11G]荧光标记物,测定表明小鼠脑内nAChRα3β2主要分布于海马区域。     

电刺激引发骨骼肌细胞钙振荡对nAChRγ启动子活性的影响

利用不同电刺激条件模拟神经电活动 ,研究C2C12细胞 (小鼠骨骼肌成肌细胞系 )内Ca2 + 激活的不同形式及其对nAChR基因表达活性的影响 .电刺激分化 1d的C2C12细胞 ,用共聚焦显微镜记录不同电刺激参数引起的细胞内Ca2 + 信号变化 ,共观察到 3种不同形式的Ca2 + 信号 ,称之为整体Ca2 + 振荡、局部Ca2 + 振荡和局部Ca2 + 振荡诱发的整体Ca2 + 振荡 .在此基础上 ,又构建nAChRγ亚基启动子萤光素酶报告基因质粒并转染C2C12细胞 ,进一步检测不同形式Ca2 + 引起细胞萤光素酶活性的变化 ,测定细胞内PKC活性的改变 .不同Ca2 + 振荡引起细胞内PKC活性升高幅度不同 ;电刺激C2C12细胞可导致nAChRγ基因表达活性降低 ,3种Ca2 + 振荡对nAChRγ基因启动子活性的影响无显著差异 .结果表明 ,电刺激可引起肌细胞产生不同形式Ca2 + 信号 ,但不同形式Ca2 + 信号对nAChRγ启动子活性的抑制无明显差异 ,提示Ca2 + 依赖的PKC途径可能不是nAChR基因表达下调的唯一途径     

胶质细胞的细胞间通讯

星型胶质细胞虽然没有动作电位,但是可以表达多种受体和离子通道,并且以细胞内钙波传递的方式来响应各类刺激。星型胶质细胞同样可以释放多种信号分子来介导细胞间的通讯。尤为特别的是,星型胶质细胞的钙波传播和突触功能的反馈调节都需要其释放ATP才得以完成。然而,星型胶质细胞释放ATP的途径和机理还有待研究。尽管人们已经在星型胶质细胞中发现了小囊泡和大致密核心囊泡的标记物,可是用以胞吐的囊泡究竟是什么还并不清楚。作者等近期的研究成果表明,FM染料——一种被成功应用于研究神经元和其他分泌型细胞囊泡循环的染料,可以特异地标记星型胶质细胞的溶酶体,并依不同程度的刺激表现出两种不同模式的钙离子依赖性胞吐：在较低强度刺激下（ATP,谷氨酸）发生部分胞吐,而在高强度刺激下（氰化钾）则发生完全胞吐。进一步研究表明,溶酶体中含有大量ATP,并且在部分胞吐时少量释放ATP,完全胞吐时大量释放ATP,同时释放溶酶体酶。选择性地裂解星型胶质细胞的溶酶体,发现ATP释放和钙波传播都消失了。总之,星型胶质细胞的溶酶体可以通过调节性胞吐对生理和病理条件下的细胞间信号传递产生重要意义。     

单细胞内Ca2+时空变化的激光共聚焦显微测定

应用激光扫描共聚焦显微系统(LSCM)和Fluo-3/AM荧光探剂标记技术, 测定了单个活细胞胞内游离Ca²⁺的动态变化与立体分布影像. 结果显示, 在37℃, Fluo-3/AM终浓度为6μmol/L的条件下, C57BL/6J小鼠巨噬细胞负载1h左右即可获得良好的标记效果. 相反, 若探剂浓度太高或负载时间太长, 胞内荧光强度太强, 影响在共聚焦显微镜镜下分辨细胞内结构. 因此用LSCM研究细胞内游离Ca²⁺变化时, 荧光探剂的负载应以获得最适荧光信号而不是以最大荧光强度为标准. 上述方法在其他如平滑肌细胞、卵母细胞中的测定亦获得满意的结果, 这对进一步研究各种生理和病理条件下细胞内Ca²⁺信号的动态变化、与跨膜Ca²⁺梯差的关系及对活细胞功能活动的调节提供了一种可行的、直观的研究手段.     

脂多糖LPS诱导的神经炎症对小鼠认知功能的影响及相关机制分析

为研究脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)对小鼠认知功能的影响,本研究将18只C57BL/6小鼠随机分为两组,即正常对照组和LPS处理组,每组各9只小鼠。在腹腔注射LPS 24 h后行水迷宫实验检测小鼠行为学变化。此外,本研究采用Western blotting和免疫组化检测小鼠脑内小胶质细胞特异性标记物离子通道相关钙衔接蛋白(ionized calcium binding adapter,IBA1)的表达,TUNEL凋亡法检测小鼠脑内神经元凋亡情况。实验结果发现LPS处理后小鼠认知功能下降。Western blotting和免疫组化结果均提示LPS处理后小鼠脑中IBA1表达量增加,小胶质细胞激活;TUNEL提示LPS处理后小鼠脑内出现大量凋亡神经元,由此推断LPS可能通过激活小胶质细胞,扩大神经炎症反应,增加神经元凋亡导致小鼠认知功能下降。     

去极化时Ca~(2+) 内流引起蛋白激酶C_α浆膜转位

 为观察胞外Ca2 + 内流和肌浆网Ca2 + 释放两种来源的Ca2 + 对cPKCα转位激活的影响 ,揭示PKC在去极化 nAChR转录偶联中的作用 ,构建了pPKCα EGFP N1融合蛋白真核基因表达载体 .转染C2C1 2肌细胞后 ,采用激光共聚焦显微镜记录了KC1或咖啡因处理所引起的细胞Ca2 + 波变化及PKCα GFP融合蛋白在细胞内的分布 .结果提示 ,只有用KC1处理引起细胞膜去极化时 ,伴随Ca2 +内流 ,才能观察到PKCα GFP绿色荧光在细胞内发生的细胞浆至细胞膜分布变化 .然而 ,采用肌浆网Ca2 + 通道激动剂咖啡因刺激肌细胞 ,使肌浆网中Ca2 + 释放 ,未见PKCα GFP绿色荧光在浆、膜分布发生任何变化 .结果提示 ,去极化时外Ca2 + 内流可引起PKCα转位激活 ,肌浆网Ca2 + 释放对PKCα的转位激活没有影响 .     

细胞内自由钙离子浓度的测定方法

钙离子不仅是植物生长发育所必需的 1种大量元素 ,而且在植物的信号传导中起重要作用。钙离子作为一种第二信使把外源信号 (激素、光、重力、温度等 )转变成胞内信号 ,导致一系列胞内事件的发生。大量的研究表明 ,Ca2 +的信使功能是通过调控细胞内游离 Ca2 +浓度来实现的。 Ca2 + 信号的产生和终止是细胞内 Ca2 + 增减、波动的结果。因此测定细胞溶质中的 Ca2 +浓度是十分重要的。从理论上讲 ,测定细胞内 Ca2 + 浓度的方法应符合如下要求 :首先 ,所使用的 Ca2 +指示剂必须对 Ca2 +有很强的专一性 ;其次 ,是灵敏度高 ,能够测定低浓度的Ca…     

质膜钙离子ATP酶

钙离子(Ca2+)是重要的第二信使,通过与效应蛋白的结合和解离,以及在不同细胞器之间的穿梭运动而精确调控细胞活动,参与多种重要生命过程。细胞内具有精确调节Ca2+时空分布的调控系统。在静息状态下,细胞内的游离Ca2+浓度约为100 nmol/L;而当细胞受到信号刺激后,胞内的Ca2+浓度可上升至1000 nmol/L甚至更高。细胞中存在多种跨膜运送Ca2+的膜蛋白,以精确调节Ca2+浓度的时空动态变化,其中,细胞质膜上的多种Ca2+通道(包括电压门控通道、受体门控通道、储存控制通道等),以及内质网/肌质网和线粒体等胞内"钙库"膜上的雷诺丁受体、三磷酸肌醇受体等膜蛋白复合物,均可提升胞内Ca2+浓度,而细胞质膜上的钠钙交换体、质膜Ca2+-ATP酶、"钙库"膜上的内质网Ca2+-ATP酶、线粒体Ca2+单向转运体等,可将Ca2+浓度降低至静息态水平。质膜钙ATP酶是向细胞外运送Ca2+的关键膜蛋白,本文将对其结构、功能及其酶活性的调控机制做一简要综述。     

Ghrelin对豚鼠胃窦平滑肌细胞钙离子浓度的影响及与NO关系研究

目的:探讨Ghrelin对豚鼠胃窦平滑肌细胞内钙离子浓度的影响及其与一氧化氮(NO)的关系。方法:采用荧光免疫组化检测胃窦平滑肌细胞ghrelin受体(GHS-R)的表达;应用钙离子(Ca2+)指示剂Fluo-3/AM作为细胞内Ca2+的荧光探针,对负载培养的平滑肌细胞应用激光共聚焦显微镜技术,检测不同浓度ghrelin对平滑肌细胞内Ca2+荧光强度(FI)的影响,以及ghrelin受体阻断剂D-Lys3-GHRP-6、NO供体硝普钠(SNP),一氧化氮合酶(NOS)抑制剂N-硝基左旋精氨酸甲酯(L-NAME)对ghrelin调控Ca2+荧光强度的影响。结果:(1)豚鼠胃窦平滑肌细胞呈GHS-R免疫反应阳性表达.(2)随着ghrelin浓度升高(10-11,10-10,10-9,10-8,10-7mol/L),平滑肌细胞内Ca2+荧光强度逐渐升高,组间峰值(分别为54.7±11.5,58.1±5.7,64.8±6.6,84.9±7.1,95.7±10.5)和峰高(分别为1.8±0.3,2.1±0.8,5.3±1.3,28.9±4.2,37.6±3.7)均存在显著差异(P<0.05-0.01),即呈明显剂量依赖...     

Adam10基因在成年小鼠中枢神经系统的表达模式研究

目的研究adam10基因在成年小鼠中枢神经系统表达的脑区分布特点以及细胞类型。方法构建小鼠源性adam10 cRNA探针,通过原位杂交技术,观察adam10 mRNA在成年小鼠中枢神经系统分布特点,并在原位杂交后进行免疫组织化学染色,把adam10原位杂交信号和神经元、星形胶质细胞特异性细胞标记物进行双标,观察adam10基因表达的细胞类型。结果 Adam10基因在成年小鼠大脑皮层、海马、丘脑和小脑中表达,原位杂交后进行免疫组织化学染色结果显示adam10原位杂交阳性信号主要和神经元标记物NeuN共标,而和星形胶质细胞标记物GFAP不共标。结论本研究证实了在成年小鼠中枢神经系统中adam10基因在大脑皮层、海马、丘脑和小脑中都有表达;并且首次明确了大脑中ad-am10基因主要在神经元中表达,在星形胶质细胞中不表达,小脑中主要在小脑颗粒细胞和蒲肯野细胞中表达。     

重组水母发光蛋白及其在植物钙离子信号检测中的应用

重组水母发光蛋白作为检测植物细胞钙信号的手段是近十几年发展起来的新方法,该文介绍了重组水母发光蛋白作为Ca2+检测探针的发展过程、测钙原理、Ca2+浓度检测方法、Ca2+浓度换算方法、优点与不足、及在植物细胞钙离子信号检测中的研究进展。并利用国外实验室提供的方法在国内首次得出冷激条件下植物细胞内细胞质中([Ca2+]cyt)和液泡膜附近([Ca2+]md)钙离子浓度动力学变化曲线。     

热损伤对大鼠纹状体神经元凋亡的影响

目的:探讨热损伤对原代培养的大鼠纹状体神经元凋亡的影响.方法:对原代培养的大鼠纹状体神经元进行43℃热损伤40 min后,用共聚焦激光扫描显微镜(LSCM)观察神经元细胞内Ca2 浓度的变化、神经元线粒体膜电位的变化,TUNEL法检测热损伤前后纹状体神经元凋亡的变化.结果:热损伤使纹状体神经元内Ca2 浓度明显升高,线粒体膜电位明显降低(P＜0.01);热损伤后纹状体神经元凋亡增多.结论:热损伤可能通过增加细胞内钙离子浓度、降低细胞线粒体膜电位而诱发大鼠纹状体原代培养神经元凋亡.