新生大鼠脊髓切片运动神经元的电生理参数测定

用微电极技术对新生大鼠脊髓横切薄片运动神经元(MN)进行细胞内记录,测得静息电位为-62±4mV(n=26),膜电阻为67±31MΩ,时间常数3.8±1.6ms,动作电位幅度68±7mV(n=26),阈电位-50±8mV,超射值6±4mV。灌流谷氨酸(1～30mmol/L)诱导伴膜电阻降低的缓慢去极化反应,5-羟色胺(50μmol/L)介导伴膜电导降低的电压依赖性内向电流。结果表明新生大鼠脊髓切片MN的细胞内生物电记录是一种稳定可靠的电生理学和药理学研究方法。     

中华大蟾蜍卵母细胞质膜存在钙依赖性的氯离子通道

本文采用双微电极电压钳方法研究了中华大蟾蜍卵母细胞内源性电压门控型离子通道的成分及其生理特性。卵母细胞去极化至 -30 mV 及更正电压时,有一持续的电压依赖性外向电流出现。钾离子通道拮抗剂四乙基氯化氨(tetraethy-lammonium chloride, TEA, 10 mmol/L)和 4- 氨基吡啶(4-aminopyridine, 4-AP, 10 mmol/L)协同作用时,该电流只能被抑制到最大电流幅度的(23.4±0.72)%。但是,上述浓度的TEA和4-AP 与氯离子通道拮抗剂5- 硝基-2, 3- 苯酚丙胺苯甲酸盐 (5-nitro-2,3-phenypropylamino benzoate, NPPB, 30 μmol/L)、无钙 Ringer 氏液或钙离子通道拮抗剂维拉帕米(40 μmol/L)协同作用时,可分别将此外向电流抑制到最大电流幅度的(2.1±0.08)%、(2.2±0.04)% 和(3.1±0.15)%。结果表明,中华大蟾蜍卵母细胞质膜上除有钾离子电流之外,还存在钙依赖性的氯离子电流。     

钩藤碱对human ether-a-go-go相关基因通道的抑制作用

将human ether-a-go-go相关基因(HERG)cRNA注射到非洲爪蟾卵母细胞,采用双电极电压钳技术,观察钩藤碱对表达电流的影响.结果显示(1)钩藤碱抑制HERG通道的表达是浓度依赖性的,IC50为(773.4±42.5)μmol/L.(2)钩藤碱抑制HERG通道的表达是电压依赖性的,最大抑制率在-20 mV,为15%.上述结果提示,钩藤碱抑制HERG编码的钾通道,导致心室复极时间延长,揭示了与钩藤碱相关的心肌钾通道的分子生物学基础.     

酮色林对人类ether-a-go-go相关基因钾通道的阻断作用

采用双电极电压钳技术,研究酮色林对表达在非洲爪蟾卵母细胞上的野生型和Y652突变型人类ether-a-go-go相关基因(human ether-a-go-go-related gene,HERG)钾通道的阻断效应,观测HERG通道的分子位点特性改变对其阻断效应的影响.结果显示,酮色林以电压依赖性和浓度依赖性的方式阻断野生型的HERG钾通道电流.尾电流包裹程序记录电流显示酮色林对HERG钾通道微小的张力性阻断.阻断特征符合对开放状态通道的阻断特征.酮色林也能调节失活状态的HERG钾通道.位于孔道S6区的氨基酸位点突变Y652A和Y652R可显著减弱酮色林对HERG通道的阻断作用.同野生犁HERG钾通道的阻断相比,Y652A突变使阻断的IC50提高72倍,而Y652R突变使阻断的IC50提高53倍.Y652A和Y652R的阴断效应之间没有明显的差别.以上结果提示,酮色林优先阻断开放状态的HERG钾通道,而Y652是酮色林与通道结合的关键位点之一.     

绿盲蝽气味受体基因AlucOR40的克隆及功能研究

【目的】从绿盲蝽Apolygus lucorum触角中克隆气味受体基因Aluc OR40,研究该气味受体基因在绿盲蝽不同组织中的表达水平,然后对该基因的功能进行研究,为理解绿盲蝽的嗅觉识别机制提供理论基础。【方法】在绿盲蝽成虫触角转录组测序与分析的基础上,通过PCR技术克隆得到气味受体基因Aluc OR40的全长序列。用半定量RT-PCR研究该基因在雌雄虫不同组织中的表达水平。然后通过爪蟾卵母细胞体外表达该基因,并结合双电极电压钳检测了该气味受体对60种气味分子包括绿盲蝽性信息素组分和植物挥发物的反应。然后,利用触角电位技术测定羽化后3 d的绿盲蝽成虫对Aluc OR40的气味配体的触角电位反应。【结果】克隆了Aluc OR40(Gen Bank登录号:KU886190)。Aluc OR40编码398个氨基酸,蛋白具有7个跨膜结构域,N末端位于胞内,C端位于细胞外,符合昆虫气味受体的典型特征。半定量RT-PCR的结果显示,Aluc OR40在触角中特异表达,且在雄虫触角中的表达水平高于雌虫。双电极电压钳记录结果显示,Aluc OR40只对反-2-己烯醇一种气味分子具有特异反应。EAG实验结果表明,羽化后3 d的绿盲蝽雌雄虫都对反-2-己烯醇有反应,且雄虫触角的EAG反应显著高于雌虫。【结论】结果提示Aluc OR40参与了绿盲蝽对反-2-己烯醇的识别过程,推测其在绿盲蝽交配过程中雄虫对雌虫的识别中发挥作用。     

镉对P2X4受体介导的ATP-激活电流的影响及其特征

目的:研究镉对P2X4嘌呤受体介导的ATP-激活电流的影响及其特征。方法:将编码大鼠P2X4受体的cDNA在体外转录成cRNA,通过显微注射技术将该cRNA注入非洲爪蟾卵母细胞中进行表达。应用全细胞双极电压钳技术研究镉对P2X4受体介导的ATP-激活电流(IATP)的影响。结果:①在一定浓度范围内,镉可逆性地增强爪蟾卵母细胞表达的P2X4受体介导的ATP-激活电流。当镉的浓度为30μmol/L时,对ATP-激活电流的增强作用最大,超过30μmol/L时,随着镉浓度的增加,ATP-激活电流反而呈现抑制效应。②10μmol/L镉可使ATP量-效曲线左移,EC50从(17.1±1.5)μmol/L降低到(9.8±1.8)μmol/L(n=6,P<0.01),Hill系数从1.14±0.13提高到1.57±0.36;③镉对ATP-激活电流的增强作用没有电压依赖性;④当镉的孵育时间为120 s时,对ATP-激活电流增强作用最大。结论:镉增强P2X4受体介导的ATP-激活电流是可逆的,具有浓度依赖性、时间依赖性、无电压依赖性。这种作用可能是通过对P2X4受体的变构调节引起的。     

小菜蛾普通气味受体基因PxylOR9的鉴定及功能研究

【目的】克隆小菜蛾Plutella xylostella一普通气味受体基因,明确其在不同组织中的表达分布,并鉴定其功能,为了解小菜蛾对寄主植物的识别机制提供理论基础。【方法】在小菜蛾成虫触角转录组测序和分析的基础上,通过PCR技术克隆得到一气味受体基因的全长序列,利用半定量RT-PCR研究其在雌雄蛾不同组织中的表达,并通过爪蟾卵母细胞体外表达结合双电极电压钳技术测试该受体对59种植物挥发物刺激的反应。【结果】在前期研究中,通过转录组测序和生物信息学分析,预测获得了多条小菜蛾气味受体基因序列。本研究中,我们克隆得到了其中一小菜蛾气味受体基因Pxyl OR9的c DNA全长序列(Gen Bank登录号:KP757898)。Pxyl OR9包括6个跨膜结构域,N末端位于胞内,符合昆虫气味受体的典型特征。与其他鳞翅目昆虫气味受体构建的进化树分析结果显示,Pxyl OR9与性信息素受体具有明显的分离,并与普通气味受体聚集在一起。半定量RT-PCR结果显示,Pxyl OR9仅在雌雄触角中表达且无雌雄差异。双电极电压钳记录结果显示,在测试的植物挥发物中Pxyl OR9只对植物挥发物!-紫罗兰酮的刺激具有反应。【结论】本研究从小菜蛾中克隆得到Pxyl OR9的全长序列,其编码产物具有气味受体的典型特征并且属于普通气味受体。该基因在仅在小菜蛾成虫触角中高表达。体外功能研究证明Pxyl OR9对植物挥发物!-紫罗兰酮具有特异反应,推测其参与了小菜蛾对植物的识别。     

5-羟色胺转运体基因异体表达模型的建立

目的:探讨建立5-羟色胺转运体(5-HTT)基因异体表达模型的可行性,且为进一步探讨5-羟色胺重摄取的动力过程和条件以及其功能的调控机制奠定基础.方法:利用体外转录cRNA技术将克隆至pOTV中的5-HTT的cDNA转录、合成5HTT的cRNA,通过显微注射技术将该cRNA注入成熟雌性非洲爪蟾卵母细胞的胞质中,使其表达以建立5-羟色胺转运体(SERT)的异体表达模型,并用电压钳技术检测其转运功能.结果:爪蟾卵母细胞可被用做5-HTT的异体表达模型,其转运功能呈浓度依赖性并具饱和现象,转运过程可被特异阻断剂Desipramine阻断.结论:非洲爪蟾卵母细胞可作为5-羟色胺等单胺类神经递质转运体的异体表达系统,为进一步研究转运体蛋白的功能和调控提供了有效工具.