SO2代谢衍生物对大鼠海马CA1区神经元瞬间外向钾电流和延迟整流钾电流的影响

本文利用全细胞膜片钳技术研究了SO2 代谢衍生物———NaHSO3 和Na2 SO3 (二者分子比为 1∶3)对大鼠海马CA1区神经元瞬间外向钾电流 (IA)和延迟整流钾电流 (IK)的影响。结果表明 ,SO2 代谢衍生物可显著增大IA 和IK,且呈剂量依赖性关系 ,使IA 和IK 增大 5 0 %的剂量分别为 2 6 19μmol/L和 14 5 0 μmol/L。此外还与电压呈依赖性关系 ,但不具有频率依赖性。结果还表明 ,10 μmol/LSO2 代谢衍生物不影响IA 的激活过程 ,而对IK 的激活过程有非常显著的影响 ,给药前后IK 的半数激活电压分别为 17 6 4± 7 31mV和 13 43± 2 0 0mV (n=10 ,P <0 0 1) ,但不改变其斜率因子。另外 ,10 μmol/LSO2 代谢衍生物还非常显著地影响IA 的失活过程 ,给药前后其半数失活电压分别为 - 6 5 93± 1 97mV和 - 5 9 2 2± 3 83mV (n =10 ,P <0 0 1) ,但不改变其斜率因子。由此推断 ,SO2 代谢衍生物增大大鼠海马CA1区神经元的IA 和IK,促进IK 的激活过程 ,并抑制IA 的失活过程 ,可导致胞内K 通过K 通道的外流增加 ,胞内K 浓度降低 ,造成中枢神经元功能紊乱 ,诱导神经细胞凋亡。这意味着SO2 代谢衍生物对中枢神经系统具有损伤作用 ,从而提示大气SO2 污染可能与一些中枢神经系统疾病的发生以及衰老有关 [动物学报 49(1) :73     

二氧化硫衍生物对大鼠背根神经元瞬间外向钾电流和延迟整流钾电流的影响

运用全细胞膜片钳技术研究二氧化硫衍生物对大鼠背根神经元瞬间外向钾电流(IA和ID)和延迟整流钾电流(IK)的影响。结果发现二氧化硫衍生物剂量依赖性地增大钾通道的电导,电压依赖性地增大钾电流的幅度,且这种增大作用部分可逆。二氧化硫非常显著地使延迟整流钾电流的激活过程向超极化方向移动,使瞬间外向钾电流的失活过程向去极化方向移动。10μmol/L二氧化硫衍生物作用前后,延迟整流钾电流的半数激活电压分别是(20.3±2.1)mV和(15.0±1.5)mV;IA和ID的半数失活电压分别朝去极化方向移动了6mV和7.4mV。这些结果表明二氧化硫改变了钾通道的特性,改变了神经元的兴奋性。     

孤啡肽对大鼠顶叶皮层神经元瞬时外向钾电流的抑制作用

目的：研究孤啡肽（N／OFQ）对大鼠顶叶皮层神经元瞬时外向钾电流（IA）的影响,初步探讨其作用的通道动力学机制。方法：采用全细胞膜片钳技术,观察N／OFQ对急性分离的大鼠顶叶皮层神经元IA的作用。结果：①0．1μmol／L N／OFQ使IA幅值由给药前的（5356．1±361．6）pA下降为（4113．3±312．7）pA,抑制率为23．20％±2．17％（P〈0．01,n=10）。②0．1μmol／L N／OFQ使IA的电流-电压（I-V）曲线降低（P〈0．01,n=10）。③0．1μmol／L N／OFQ使,IA激活曲线的半数激活电压（V1／2）和斜率因子（κ）分别由给药前的（-9．2±2．5）mV和（20．4±2．3）mV变为给药后的（30．6±3．7）mV（P〈0．01,n=8）和（22．6±2．1）mV（P〉0．05,n=8）。④0．1μmol／L N／OFQ使IA失活曲线的半数失活电压（V1／2）和斜率因子（κ）分别由给药前的（-64．1±3．2）mV和（21．5±2．1）mV变为给药后的（-55．9±1．9）mV（P〈0．05,n=5）和（19．6±2．2）mV（P〉0．05,n=5）。结论：N／OFQ可抑制大鼠顶叶皮层神经元IA,使其激活曲线、失活曲线均右移。     

花生四烯酸对大鼠顶叶皮层神经元延迟整流钾电流的抑制作用

目的和方法:采用全细胞式膜片钳技术,观察花生四烯酸(AA)对大鼠顶叶皮层神经元延迟整流钾电流(Ik)的影响。结果:①AA(10μmol/L)对大鼠顶叶皮层神经元Ik有抑制作用,抑制率为33.9%±8.74%(P<0.01)。②AA可使IK激活曲线的斜率因子变大且曲线向右移动,IK激活曲线的V1/2和k分别由给药前的(-55.3±0.9)mV和(10.3±0.4)mV,变为给药后的(-50.8±2.4)mV和(21.0±3.5)mV。③AA可使IK失活曲线斜率因子变大且曲线向左移动,IK失活曲线的V1/2和k分别由给药前的(-45.3±0.3)mV和(15.6±0.8)mV,变为给药后的(-70.9±1.9)mV和(36.5±2.1)mV。结论:花生四烯酸可抑制大鼠顶叶皮层神经元的延迟整流钾电流,并影响其动力学特征。     

抗心律失常药RP62 71 9对哺乳动物心室肌K~ 电流的抑制

使用全细胞膜片箝技术 ,研究RP6 2 719对内向整流钾电流 (IK1)、瞬时外向钾电流 (Ito)和延迟外向整流钾电流 (IK)的作用 ,并探讨其抗心律失常作用的机制。实验结果表明 ,在指令电压为 - 10 0mV时 ,RP6 2 719可显著抑制豚鼠心室肌细胞IK1,半数抑制浓度 (IC50 )为 5 0± 1 0 μmol/L。RP6 2 71910 μmol/L在 40mV时对犬心室肌细胞Ito抑制率为 84 0± 4 4% ,IC50 为 1 2± 0 5 1μmol/L。在 40mV时 ,5 0 μmol/LRP6 2 719还可使豚鼠心室肌细胞IKstep减少 5 0 0± 8 3% ,IKtail减少 5 6 0± 4 9% ,IC50 分别为 4 2± 0 8μmol/L和 3 3± 0 75 μmol/L。提示RP6 2 719抗心律失常的离子机制与其对IK1、Ito及IK 的抑制有关     

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.     

抗心律失常药RP62719对哺乳动物心室肌K+电流的抑制

使用全细胞膜片箝技术, 研究RP62719对内向整流钾电流(IK1)、瞬时外向钾电流(Ito)和延迟外向整流钾电流(IK)的作用, 并探讨其抗心律失常作用的机制.实验结果表明, 在指令电压为-100 mV时, RP62719可显著抑制豚鼠心室肌细胞IK1, 半数抑制浓度(IC50)为5.0±1.0 μmol/L.RP62719 10 μmol/L在+40 mV时对犬心室肌细胞Ito抑制率为84.0±4.4%, IC50为1.2±0.51 μmol/L.在+40 mV时, 50 μmol/L RP62719还可使豚鼠心室肌细胞IKstep 减少50.0±8.3%, IKtail减少56.0±4.9%, IC50分别为4.2±0.8 μmol/L和3.3±0.75 μmol/L.提示RP62719抗心律失常的离子机制与其对IK1、Ito及IK的抑制有关.     

大鼠海马神经干细胞体外培养分化过程中钾电流的变化

目的:探讨新生大鼠海马神经干细胞体外培养分化后的神经元样细胞钾电流的变化.方法:神经干细胞体外扩增培养并传代后,撤除有丝分裂原并加血清诱导分化,应用全细胞电压钳技术检测分化后培养1 d、7 d、14 d、21 d细胞的电压依赖性钾电流.结果:分化后培养1 d的细胞,未检测出钾电流;分化后培养7 d、14 d、21 d的细胞,在 50 mV电压水平下的钾电流幅值分别为(18.077±2.789)pA/pF, (13.099±2.742)pA/pF, (34.045±8.067)pA/pF.该电流为两种电流的混合,分别能被TEA和4-AP所阻断,可能为缓慢失活的延迟整流钾电流(IK)和快速失活的瞬时外向钾电流(IA).结论:新生大鼠海马神经干细胞诱导分化后,随着体外培养时间的延长,钾离子通道的功能逐渐成熟.     

大鼠海马CA1区锥体神经元I_A和I_K在出生后早期的变化

大脑快速发育期(brain growth spurt,BGS)是神经元生长、突触连接的关键时期;电压门控性K+通道是维持细胞兴奋性和神经元间信息传递的关键通道。本文旨在探究BGS期内大鼠海马CA1区锥体神经元电压门控性K+通道电流及其通道动力学特性的变化,以期找出大鼠海马CA1区锥体神经元电压门控性K+通道发育的关键期。采用全细胞膜片钳技术,研究出生后0~4周大鼠海马CA1区脑片上的锥体神经元全细胞电压门控性K+通道电流及其通道动力学特性。结果显示:在测试电压为+90mV下,以出生后0周为参照,出生后1~4周的瞬时外向K+通道电流(IA)的最大电流密度的增幅分别为(16.14±0.51)%、(81.73±10.71)%、(106.72±5.29)%、(134.58±8.81)%(n=10,P<0.05);延迟整流K+通道电流(IK)的最大电流密度增幅分别为(16.75±3.88)%、(134.01±2.85)%、(180.56±8.49)%、(194.5±8.53)%(n=10,P<0.05),显示K+通道电流密度于1~2周增幅最大;IA的激活曲线向左移,半数激活电压随周龄增加逐渐减小,分别为14.67±0.75、13.46±0.64、8.39±0.87、4.60±0.96、0.54±0.92(mV,n=10,P<0.05);IK的激活曲线向左移,半数激活电压随周龄增加逐渐减小,分别为8.94±0.85、6.65±0.89、0.47±1.15、1.80±0.89、8.56±1.08(mV,n=10,P<0.05)。IA的失活曲线向左移,0周龄与1周龄之间的半数失活电压没有显著性差异,而出生后1~4周随周龄增加半数失活电压逐渐减小(P<0.05),分别为45.68±1.26、46.81±0.78、48.64±0.81、51.96±1.02、58.31±1.35(mV,n=10)。以上结果表明,随着鼠龄的增加,IA和IK电流密度逐渐增加,电压门控性K+通道半数激活、失活电压降低,尤其是出生后1周至2周变化明显,上述变化与海马神经元的逐渐发育成熟及其功能的完善有关。     

ACh对大鼠皮层体感区神经元延迟整流钾电流的抑制作用

利用全细胞膜片钳技术研究乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)对大鼠皮层体感区神经元延迟整流钾电流(IK)的调制作用。结果表明:(1)ACh(0．1、1、10、100 μmol/L)对大鼠皮层体感区神经元IK有抑制作用,并具有剂量依赖性关系(P<0．01)。 (2)ACh可使IK激活曲线的斜率变大,并使激活曲线向超极化方向移动。IK激活曲线的半数激活电压(V1/12)和斜率因子(k)分别由给药前的(-41．8±9．7)mV和(30．7±7．2)mV变为给药后的(-122．4±38．6)mV和(42．4±7．0)mV。(3)100 μmol/L的N受体拮抗剂筒箭毒碱(tubocurarine)可减弱ACh对IK的抑制作用,在指令电压+60 mV时tubocurarine+ACh组的IK幅度下降了(16．9± 13．8)％(n=8),与10 μmol/L ACh组引起的(36．5±7．8)％的IK下降幅度相比,有极显著差异(P<0．01)。10 μmol/L的M1受体拮抗剂哌仑西平(pirenzepin)拮抗ACh对IK的抑制作用不明显(n=7,P>0．05);而10 μmol/L的M3受体拮抗剂4-DAMP可部分拮抗ACh对IK的抑制作用,并且4-DAMP+ACh组使IK的电流值下降了(26．8±4．7)％(n=6),与ACh组引起的IK电流下降相比,有显著差异(P<0．05)。(4)蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)阻断剂chelerythrine拮抗ACh对IK的抑制作用,PKC激动剂PDBu可增强ACh对IK的抑制作用(P<0．05)。综上所述,ACh对人鼠皮层体感区神经元IK的抑制作用主要是通过烟碱受体(nAChRs)和M3受体介导,并经过PKC信号途径。     

5-Azacytidine induces changes in electrophysiological properties of human mesenchymal stem cells

Previously, mouse bone marrow-derived stem cells （MSC） treated with the unspecific DNA methyltransferase inhibitor 5-azacytidine were reported to differentiate into cardiomyocytes. The aim of the present study was to investigate the efficiency of a similar differentiation strategy in human mononuclear cells obtained from healthy bone marrow donors. After 1-3 passages, cultures were exposed for 24 h to 5-azacytidine （3 μM） followed by 6 weeks of further culture. Drug treatment did not induce expression of myogenic marker MyoD or cardiac markers Nkx2.5 and GATA-4 and did not yield beating cells during follow-up. In patch clamp experiments, approximately 10-15% of treated and untreated cells exhibited L-type Ca^2＋ currents. Almost all cells showed outwardly rectifying K^＋ currents of rapid or slow activation kinetics. Mean current amplitude at ＋60 mV doubled after 6 weeks of treatment compared with time-matched controls. Membrane capacitance of treated cells was significantly larger than in controls 2 weeks after treatment and remained high after 6 weeks, Expression levels of mRNAs for the K^＋ channels Kv 1,1, Kv 1,5, Kv2,1, Kv4,3 and KCNMA 1 and for the Ca^2＋ channel Cav 1.2 were not affected by 5-azacytidine. Treatment with potassium channel blockers tetraethylammonium and clofilium at concentrations shown previously to inhibit rapid or slowly activating K^＋ currents of hMSC inhibited proliferation of these cells. Our results suggest that despite the absence of differentiation ofhMSC into cardiomyocytes, treatme.nt with 5-azacytidine caused profound changes in current density.     

氟哌啶醇和（R—）—NPA抑制C6神经胶质瘤细胞的钾电流

本工作用全细胞膜片箝方法,观察了氟啶醇（ｈａｌｏｐｅｒｉｄｏｌ以下简称ＨＡＬＯ）和Ｒ（－）－Ｐｒｏｐｙｌｎｏｒａｐｏｍｏｒｐｈｉｎｅ（以下简称ＮＰＡ）对Ｃ６神经胶质瘤细胞（Ｃ６ｇｌｉｏｍａｃｅｌｌｓ）的电压依赖性钾电流的作用,并初步分析了它们的作用机制。结果表明,ＨＡＬＯ和ＮＰＡ都能抑制Ｃ６细胞的Ｋ＾＋Ｊ电流中的慢成分,而对快成分的作用有所不同。它们的抑制作用不是由多巴胺Ｄ２受体介导的,也不是通过     

Kinetics of Ca2+- and ATP-dependent, voltage-controlled anion conductance in the plasma membrane of mesophyll cells of Pisum sativum

Whole-cell patch-clamp techniques were used to measure anion currents through the plasma membrane of protoplasts of mesophyll cells of expanding pea (Pisum sativum L.) leaves. Voltage-induced changes of the currents could be modelled with single exponential activation and deactivation kinetics. The anion currents were activated at negative membrane potentials. The time constant of activation, τ_act, increased from 145 ms at −140 mV to 380 ms at −20 mV. A Boltzmann fit to the activation curve, n_∞ (ΔG_Vm/ΔG_max), yielded a half-activation voltage of +27 mV. Opening and closing rate constants, α and β respectively, were calculated from the values of τ and n_∞. The currents depended on the presence of cytoplasmic Ca²⁺ concentrations higher than 10⁻⁶ M. Including 3 mM MgATP in the intracellular solution resulted in a voltage-dependent inactivation of the anion current. The conductance-voltage relation resulting from the voltage-dependent activation and inactivation had a maximum at about −25 mV. The relations of the current in pea are discussed with respect to the anion currents in guard cells and suspension-cultured tobacco cells, and its possible role in growing leaf cells. Received: 1 March 1996 / Accepted: 16 September 1996     

稀土离子(La~(3+)、Nd~(3+)、Ho~(3+)、Yb~(3+))对人红细胞膜Na~+/K~+ ATPase作用的初步研究

本文以低渗法从新鲜健康人红细胞中制得膜Na~+/K~+ ATPase,用于研究四种鑭系稀土离子(La~(3+)、Nd~(3+)、Ho~(3+)、Yb~(3+))对该酶的影响。结果表明,四种鑭系离子都对红细胞膜Na~+/K~+ ATPase的活性有抑制作用。当反应体系中的稀土离子浓度达50μmol/L时,Na~+/K~+ ATPase的活性所剩不多;低于50μmol/L鑭系离子时,以Nd~(3+)的抑制作用最强;金属离子螯合剂能阻止稀土离子对Na~+/K~+ ATPase的抑制作用。此项研究为稀土的生物效应的理论提供了一些新的证据。     

一株特耐酸酵母R1的分离及其耐酸机理研究

从江西某铜矿的污泥中分离到一株特耐酸酵母菌R1(Rhodotorulasp .) ,能在pH值 1 5～ 6 0的范围内生长 ,最适生长pH为 3 0 ,属于嗜酸菌 ,初步鉴定为红酵母属 (Rhodotorulasp .)。R1在不同培养基中的耐酸能力基本相同。pH冲击实验显示 ,R1通过泵出H 吸收K 来维持胞内pH的稳定 ,表明膜H _ATPase和K 在R1耐酸中发挥作用。R1细胞膜的H _ATPase活性与R1生长的pH呈负相关。通过PCR克隆了R1的H _ATPase基因 (pma) ,并进行了测序 ,序列比较显示该基因的保守性很高。     

空心莲子草K~+吸收的动力学研究

溶液培养120～180天的空心莲子草的最大吸K_+速率为1.8～2.1μmol·g~(-1) FW·h~(-1);K_m值8.0～14.0μM,比一般农作物的都小;开始在体内累积K~+的外液K~+浓度小于0.2μM。空心莲子草在自然土壤和水体环境中能较快地富集钾素。 NH_4~+浓度100μM以上对K~+吸收有显著抑制作用,和对照相比抑制达50％以上,而Na~+则需大于500μM时才对K~+吸收有显著影响。     

空心莲子草、大豆和向日葵根部K~+(~(86)Rb~+)的吸收和通量分析

与大豆、向日葵相比,空心莲子草根系具有一个较高效率的K~+吸收机制。它的K_m值很小,I_m值又较高。空心莲子草根系将K~+向地上部运输的能力也比大豆和向日葵高得多。 上述三种植物根组织K~+含量的差异主要是因为液泡中含K~+量的不同,而细胞质的含K~+量影响不大。其中,参数K_cv/K_vc的比值可以表示液泡积累K~+的特征,并且也决定着不同植物根组织积累K~+的能力。     

大鼠背根节神经元后超极化中Ca~(2 )激活K~ 电流的蜂毒明肽敏感成分I_(AHP)

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30ms时的尾电流幅度。结果发现：（1）随着去极化时间从1ms延长至180ms时,尾电流幅度由9．3±2．8pA逐渐增大至64.1±3．4pA（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-63mV;（3）细胞外施加500μmol／LCd2 或细胞内液中施加11mmol／LEGTA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200nmol／L蜂毒明肽后,减小了约26.32±3。9％（P＜0。01）;（5）细胞外施加10mmol／LTEA,可明显降低尾电流中的快成分。结果提示,在DRG神经元启超极化中存在Ca2 激活K 电流的蜂毒明肽敏感成分──IAHP。     

吲哚乙酸对向日葵下胚轴生长区单向K~+(~(86)Rb~+)通量的影响

植物生长素在刺激某些植物组织生长的同时促进K~+吸收和H~+分泌(Hager等1971,Cleland1975,赖寿鹏和倪晋山1983),可能是由于生长素刺激位于植物细胞质膜上的H~+泵ATP酶(Scherer 1984,赖寿鹏和倪晋山1985)。但以往的文献中只测定了生长素促进的植物组织对K~+的净吸收速率,即组织中K~+的累积速率或吸收溶液中K~+的减少速率。自从MacRobbie和Dainty(1958)首先运用放射性     

Na+和Ca2+对拟南芥根原生质体质膜内向K+通道电流的影响

以拟南芥(Arabidopsis thaliana Columbia)根为材料,利用膜片钳技术测定其根细胞原生质体质膜内向K^ 电流,并对Na^ 对其K^ 电流的影响进行了初步研究,发现Na^2 可明显抑制拟南芥根细胞原生质体的内向K^ 电流,外施Ca^2 可缓解Na^ 对内向K^ 电流的抑制．说明Ca^2 参与了质膜上K^ 通道对K^ ／Na^ 的选择性吸收的调节,从而使植物适应盐胁迫．