大鼠海马锥体神经元延迟整流钾电流的发育变化

目的 研究大鼠海马锥体细胞延迟整流钾电流(Ik)在出生后不同发育阶段的变化.方法 采用膜片钳全细胞记录模式比较3个不同年龄组,即出生后7～10天(P7-10组)、25～30天(P25-30组)和56～60天(P56-60组)Wistar大鼠急性分离的海马锥体神经元Ik的变化及通道动力学和药理学特征.结果 随着动物的发育,Ik的电流密度上调,由p-10的(32±13)pA/pF逐渐增加到P25-30的(54±20)pA/pF和P56-60的(70±18)pA/pF.随年龄增大,Ik的激活曲线左移,其半数最大激活电位(V1/2)由-12.2mV逐渐增加到-17.8 mv,而斜率因子无明显变化.四乙铵(TEA)可剂量依赖性地抑制Ik,其中P7-10组的Ik对低浓度的TEA(2和5mmol/L)较P25-30及P56-60组更敏感.结论 在大鼠海马锥体神经元的发育过程中Ik逐渐增加,并伴有通道激活动力学和药理学特性的改变.上述变化可能与海马锥体神经元的成熟以及认知功能的日益完善有关.     

利多卡因对大鼠海马锥体神经元GABA_A-Cl~-电流的影响

目的　研究利多卡因对大鼠海马锥体神经元全细胞γ 氨基丁酸介导的氯电流 (GABA Cl-电流 )的影响 ,及其中枢致惊厥作用的可能机制。方法　酶解急性分离 2周龄左右大鼠海马锥体神经元 ,采用全细胞膜片钳技术 ,记录利多卡因对单个海马锥体神经元GABA Cl-电流的影响。结果　将钳制电位固定在 - 6 0mV ,GA BA以剂量依赖性方式诱导出内向电流 ;利多卡因明显抑制GABA诱导的Cl-电流 (IGABA) ,5 0 %抑制浓度 (IC50 )为 4 .0 5mmol/L ,10mmol/L可使GABA浓度效应曲线明显右移 ,5 0 %有效浓度 (EC50 )由 7.72mmol/L增加到17.2mmol/L ,且最大电流明显降低。结论　利多卡因以非竞争性的方式 ,抑制海马锥体神经元GABAA Cl-电流 ,可能是其中枢致惊厥作用的机制。     

葛根素对大鼠心肌细胞离子通道的影响

目的: 探讨葛根素对大鼠心肌细胞离子通道的影响及其抗心律失常的电生理学机制. 方法: 采用Langendoff胶原酶灌注加浸泡法分离大鼠心室肌细胞,据不同细胞外灌流液将实验分5组:对照组;葛根素1.2, 2.4, 4.8和9.6 mmol/L组. 分别用膜片钳全细胞记录各组内向整流钾通道(Ik1)、瞬时外向钾通道(Ito)的电流. 结果: 在500 ms去极化的实验条件下,葛根素使不同去极化水平时的Ik1瞬间电流及稳态电流均明显下降. 随着药物剂量的增加,这种抑制作用也增强. 结论: 葛根素对大鼠心肌细胞离子通道的作用主要是抑制Ik1,且抑制呈浓度依赖性.     

实验大鼠泰泽菌检测方法的比较研究

应用酶消化及机械分离法分离出生10～15d的大鼠海马神经元，从形态学及电生理学方面鉴定细胞活性。结果表明，该法可获得形态和生理特性良好的单个海马神经元。用0．5μmol／L的TTx阻断Na^ 通道后，分别记录到典型的全细胞电压依赖性钾离子通道电流以及延迟整流钾通道电流。证实该方法适用于海马神经元膜片钳研究，对深入探讨药物和毒物对海马离子通道及信号转导机制的作用有重要价值。     

利多卡因对大鼠海马锥体神经元GABAA-Cl-电流的影响

目的 研究利多卡因对大鼠海马锥体神经元全细胞γ-氨基丁酸介导的氯电流(GABA—CI^-电流)的影响，及其中枢致惊厥作用的可能机制。方法 酶解急性分离2周龄左右大鼠海马锥体神经元，采用全细胞膜片钳技术，记录利多卡因对单个海马锥体神经元GABA—CI^-电流的影响。结果 将钳制电位固定在-60mV，GABA以剂量依赖性方式诱导出内向电流；利多卡因明显抑制GABA诱导的CI^-电流(IGABA)，50％抑制浓度(IC50)4.05mmol／L，10mmol／L可使GABA浓度效应曲线明显右移，50％有效浓度(EC50)由7、72nlmol／L增加到17.2mmol／L，且最大电流明显降低。结论 利多卡因以非竞争性的方式，抑制海马锥体神经元GABAA-CI^-电流，可能是其中枢致惊厥作用的机制。     

人外周血淋巴细胞电压依赖性钾通道

目的:观察人外周血淋巴细胞膜上电压依赖性钾通道的特性.方法:膜片钳记录方法.结果:观察到该通道的最小激活电压为-38.6士2.1 mV.复极过程中通道关闭常数为109.25±8.5 ms,并可被10 mmol/L的TEA所阻断.结论:人外周血淋巴细胞膜上存在着电压依赖性钾电流,其特性与神经和肌肉细胞膜上的延迟整流性钾电流相类似.     

水杨酸钠对大鼠耳蜗螺旋神经节细胞外向延迟整流钾电流及其尾电流的影响

目的 采用全细胞膜片钳技术记录耳蜗螺旋神经节细胞(spiral ganglion neurons,SGNs)外向整流钾电流及其尾电流,分析水杨酸钠对耳蜗SGNs外向整流钾电流及其尾电流的影响,初步探讨其耳毒性机制.方法 采用全细胞膜片钳技术记录急性分离并进行细胞短时间(2～3 h)血清培养后,耳蜗SGNs外向延迟整流钾电流及其尾电流曲线,同时记录不同浓度水杨酸钠(0.01、0.1、0.5、1、10 mmol/L)对2种电流的影响.结果耳蜗SGNs上可记录到外向电流,该电流对4-氨基吡啶(4-AP)敏感,证明其为钾电流,该钾电流具有延迟整流特性;1 mmol/L水杨酸钠能明显抑制耳蜗SGNs外向延迟整流钾电流;+50 mV的去极化电压刺激可使最大稳态电流幅值减少(46.3±2.0)%,水杨酸钠对此电流的抑制具有浓度依赖性,外液洗脱后耳蜗SGNs外向延迟整流钾电流可基本恢复正常.另外,可记录出耳蜗SGNs延迟整流钾电流的尾电流曲线;水杨酸钠可降低此尾电流峰值,并缩短尾电流的时间常数,加速尾电流的失活.结论 钾电流在耳蜗SGNs正常电生理活动中有重要作用.水杨酸钠抑制耳蜗SGNs外向整流钾电流及其尾电流,并加速尾电流的失活,这种作用可导致耳蜗SGNs的电生理活动异常,从而引发水杨酸钠对听觉功能的损害.     

微丝对豚鼠胃窦平滑肌细胞延迟整流性钾电流的影响

目的:探讨微丝对豚鼠胃窦平滑肌细胞延迟整流性钾电流和低渗牵张增强延迟整流性钾电流过程中的影响。方法:采用传统全细胞膜片钳技术记录急性分离的胃窦平滑肌细胞延迟整流性钾电流。结果:20μmol/L细胞松弛素B(微丝的解聚剂)增强延迟整流性钾电流(Ik(v));而20μmol/L鬼笔环肽(微丝的稳定剂)抑制Ik(v)。低渗灌流可增强Ik(v);电极内液中分别给予20μmol/L细胞松弛素B和鬼笔环肽时,低渗灌流也增强Ik(v),但是与对照组相比无显著性差异。结论:在豚鼠胃窦平滑肌细胞,微丝调节延迟整流性钾通道的活动,但是可能不参与低渗牵张增强延迟整流性钾电流的过程。     

PKC抑制剂chereythrine对大鼠皮层神经元延迟整流钾电流的抑制作用

目的 观察蛋白激酶C (PKC)抑制剂chereythrine对大鼠皮层神经元延迟整流钾电流(IK)的影响.方法 采用全细胞式膜片钳技术,检测了chereythrine对大鼠皮层神经元IK的影响.结果 ①chereythrine(20μmol/L)对大鼠皮层神经元IK有抑制作用,抑制率为(41.2±9.62)%(P<0.01);②chereythrine(20μmol/L)可使大鼠皮层神经元IK的电流-电压曲线下移,并呈现一定的电压依赖性.结论 PKC抑制剂chereythrine对大鼠皮层神经元IK具有抑制作用.     

可溶性对大鼠海马脑片CA3区神经元延迟整流钾电流的影响

目的：观察可溶性β淀粉样蛋白（25-35（Aβ25-35）对大鼠海马脑片CA3区神经元延迟整流钾电流（Ik）的影响,探讨可溶性Aβ25-35的神经毒性作用机制。方法：采用膜片钳全细胞记录技术观察可溶性Aβ25-35对大鼠海马脑片CA3区神经元Ix的影响。结果：可溶性Aβ25-35对大鼠海马脑片CA3区神经元IK有明显抑制作用,且呈时间和电压依赖性。可溶性Aβ25-35使Ik激活曲线左移,加入可溶性Aβ25-35前后IK半数激活电压分别为（5．88±0．67）mV和（-2．8±0．76）mV（P〈O．05）,但其斜率因子无显著改变。结论：可溶性Aβ25-35对大鼠海马脑片CA3区神经元Ik的抑制作用可能是其产生神经毒性作用的机制之一。     

大鼠海马神经干细胞外向电压门控性钾通道的电生理特性

目的 研究大鼠海马源神经干细胞(NSC)外向电压门控性钾通道(Kv)的电生理特性.方法 利用无血清培养、单细胞克隆技术,体外培养SD大鼠海马组织源NSC.以免疫细胞化学方法对NSC及其分化后的子代神经细胞进行鉴定.应用膜片钳技术全细胞模式记录不同外向Kv通道的电生理特性.结果 体外培养SD大鼠海马组织源NSC表达巢蛋白(nestin),在体外可诱导分化产生分别表达Tuj1和GFAP的细胞.全细胞膜片钳可记录到三种外向Kv通道:一种缓慢激活的、对四乙基胺(TEA)敏感的延迟整流钾电流(IDR);一种快速激活和失活、可被4-氨基吡啶(4-AP)阻断的外向瞬时钾电流(IA),其在+20 mV和+50 mV的电流密度分别为11 pA/pF±3 pA/pF和29 pA/pF ±7 pA/pF(标本数=11);一种可被iberiotoxin(IbIX)抑制的大电导钙激活钾通道(BKCa),钳制电位+80mV时,加入100 nM IbTX前后的电流密度分别为56 pA/pF ±4 pA/pF和45 pA/pF±4 pA/pF(标本数=6.P＜0.05).结论 体外培养的未分化状态下SD大鼠海马源NSC至少含有IDR、IA和BKCa三种外向Kv通道.     

Effect of etomidate on voltage-dependent potassium currents in rat isolated hippocampal pyramidal neurons

Background Previous studies demonstrated general anesthetics affect potassium ion channels, which may be one of the mechanisms of general anesthesia. Because the effect of etomidate on potassium channels in rat hippocampus which is involved in memory function has not been studied, we investigated the effects of etomidate on both delayed rectifier potassium current （IK（DR）） and transient outward potassium current （I_K（A）） in acutely dissociated rat hippocampal pyramidal neurons.Methods Single rat hippocampal pyramidal neurons from male Wistar rats of 7-10 days were acutely dissociated by enzymatic digestion and mechanical dispersion according to the methods of Kay and Wong with slight modification. Voltage-clamp recordings were performed in the whole-cell patch clamp configuration. Currents were recorded with a List EPC-10 amplifier and data were stored in a computer using Pulse 8.5. Student＇s paired two-tail t test was used for data analysis. Results At the concentration of 100 μmol/L, etomidate significantly inhibited IK（DR） by 49.2% at ＋40 mV when depolarized from -110 mV （P 〈0.01, n=8）, while did not affect IK（A） （/1=8, P 〉0.05）. The IC50value of etomidate for blocking IK（DR）was calculated as 5.4 μmol/L, with a Hill slope of 2.45. At the presence of 10 μmol/L etomidate, the V1/2 of activation curve was shifted from （17.3±1.5） mV to （10.7±9.9） mV （n=8, P 〈0.05）, the V1/2 of inactivation curve was shifted from （-18.3±2.2） mV to （-45.3±9.4） mV （n=8, P 〈0.05）. Etomidate 10 μmol/L shifted both the activation curve and inactivation curve of IK（DR））to negative potential, but mainly affected the inactivation kinetics.Conclusions Etomidate potently inhibited IK（DR） but not IK（A） in rat hippocampal pyramidal neurons. IK（DR） was inhibited by etomidate in a concentration-dependent manner, while IK（A） remained unaffected.     

大鼠肺动脉平滑肌细胞的外向钾电流及四乙基铵对此电流作用的量效关系

以全细胞膜片钳制技术观察大鼠肺动脉平滑肌细胞外向钾电流的基本特性及四乙基铵（ＴＥＡ）对其作用的量效关系。结果表明：１．将细胞膜电位钳制在－５０ｍＶ，当指令电位大于－５０ｍＶ时，可以记录到电压依赖性的外向钾电流；２．当指令电位为＋７０ｍＶ时，在１０－３ｍｏｌ／Ｌ、１０－４ｍｏｌ／Ｌ、１０－５ｍｏｌ／Ｌ和１０－６ｍｏｌ／Ｌ各浓度的四乙基铵可使外向钾电流分别降低４８．３７％、４１．２１％、２２．１５％和１０．４７％。四乙基铵对外向钾电流的作用具有浓度依赖关系     

The effects of paeoniflorin monomer of a Chinese herb on cardiac ion channels

Background  Because of the potential proarrhythmic effect of current antiarrhythmic drugs, it is still desirable to find safer antiarrhythmic drugs worldwide. Paeoniflorin is one of the Chinese herb monomers that have different effects on many ion channels. The present study aimed to determine the effects of paeoniflorin on cardiac ion channels.

Methods  Whole-cell patch-clamp technique was used to record ion channel currents. L-type calcium current (I_Ca-L), inward rectifier potassium current (I_K1), and transient outward potassium current (I_to1) were studied in rat ventricular myocytes and sodium current (I_Na), slow delayed rectifier current (I_Ks), and HERG current (I_Kr) were investigated in transfected human embryonic kidney 293 cells.

Results  One hundred μmol/L paeoniflorin reduced the peak I_Ca-L by 40.29% at the test potential of +10 mV (from (–9.78±0.52) pA/pF to (–5.84±0.89) pA/pF, n=5, P=0.028). The steady-state activation curve was shifted to more positive potential in the presence of the drug. The half activation potentials were (–11.22±0.27) mV vs. (–5.95±0.84) mV (n=5, P=0.007), respectively. However, the steady-state inactivation and the time course of recovery from inactivation were not changed. One hundred μmol/L paeoniflorin completely inhibited the peak I_Na and the effect was reversible. Moreover, paeoniflorin inhibited the I_K1 by 30.13% at the test potential of –100 mV (from (–25.26±8.21) pA/pF to (–17.65±6.52) pA/pF, n=6, P=0.015) without effects on the reversal potential and the rectification property. By contrast, 100 μmol/L paeoniflorin had no effects on I_to1, I_Ks or I_Kr channels.

Conclusions  The study demonstrated that paeoniflorin blocked I_Ca-L, I_Na, and I_K1 without affecting I_to1, I_Ks, or I_Kr. The multi-channel block effect may account for its antiarrhythmic effects with less proarrhythmic potential.

     

氯胺酮对大鼠海马神经元瞬间外向钾电流的抑制作用

目的：观察氯胺酮对大鼠海马锥体神经元瞬间外向钾电流（I_A）的影响。方法：酶消化法急性分离Wistar大鼠海马锥体神经元,采用全细胞膜片钳技术测定I_A。加用不同浓度（10、30、100、300和1 000 μmol/L）氯胺酮后,计算I_A抑制率,建立氯胺酮的浓度-效应曲线,选择30 μmol/L氯胺酮作I_A稳态激活（及失活）曲线。结果：10 μmol/L的氯胺酮对I_A的电流幅度无影响;30、100、300和1 000 μmol/L的氯胺酮对I_A的电流幅度抑制率分别为（11±2）%、（22±3）%、（45±5）%和(53±5)%。IC₅₀为（130±24）μmol/L, Hill系数为1.19±0.56。30 μmol/L氯胺酮使激活曲线的半数最大激活膜电位（V _{1/ 2}）从（-8.70±0.13） mV 移动到 （-11.2±2.10） mV (n=8, P<0.05), K从（15.0±4.6） mV移动到（17.6±5.7）mV (n=8, P>0.05);失活曲线的V _1/2从（-75.53±7.98） mV移动到（-91.94±11.85） mV（n=8, P < 0.05）,K从（10.5±2.2） mV移动到（8.0±1.2） mV（n=8, P>0.05）。30 μmol/L氯胺酮使I_A的激活和失活曲线均向超极化方向明显移动。 结论： 临床浓度的氯胺酮能够同时加速I_A的激活和失活过程,但加速I_A失活的能力大于其加速I_A激活的能力。氯胺酮对中枢神经系统的作用可能与I_A抑制有关。     

腺苷对原代培养的大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道的作用

目的在离子通道水平研究腺苷对原代培养的大鼠海马神经元大电导钙激活钾通道(BKCa)的作用。方法采用新生24h的乳鼠,取出海马,清除表面血管,以胰酶消化和巴氏管吹打的方法制备海马神经元,细胞培养6～8d后,MAPⅡ染色鉴别神经元表面标志;采用全细胞膜片钳技术,对细胞进行封接、破膜并记录BKCa通道电流,以细胞旁方式给药观察不同浓度腺苷对BKCa通道的作用。结果原代培养的海马神经元上可以成功记录到BKCa电流,其为一组幅值较大,可以快速激活且几乎不失活的外向电流;腺苷(1～100μmol/L)可以增大BKCa电流,浓度越高,增长幅度越大;100μmol/L腺苷对BKCa电流的影响具有电压依赖性,同时它还可以使BKCa电流的激活曲线负向漂移。结论腺苷可以增大海马神经元BKCa电流幅值,这可能是腺苷作为内源性抗癫痫物质发挥抗癫痫作用的机制之一。     

哌替啶的心脏电生理效应

目的 :观察哌替啶对心脏电生理学特性的影响 ,探讨可能的离子机制。方法 :采用 L angendorff灌流心脏模型 ,观察哌替啶对大鼠心率和心律的影响 ;采用全细胞电流钳及电压钳技术 ,在酶解分离的心室肌细胞上观察哌替啶对动作电位和离子电流的影响。结果 :哌替啶呈浓度依赖地减慢窦性心率 ,当浓度≥ 2 5 0μmol/ L时 ,能引起严重的房室传导阻滞。哌替啶可浓度依赖地降低心室肌细胞动作电位的去极化速度和幅度 ,延长动作电位时程。哌替啶 10 0 μmol/ L孵育后 ,能分别抑制 INa、Ito、Ik 和 ICa.L到对照组的 (6 0 .7± 6 .9) %、(5 5 .4± 5 .6 ) %、(6 5 .1± 8.0 ) %和(6 7.4± 10 .1) % ,阿片受体阻断剂纳洛酮不能阻断上述效应。结论 :哌替啶可减慢心率 ,引起房室传导阻滞 ,可能与它抑制了心肌细胞多种跨膜离子电流有关 ,其抑制作用并不通过阿片受体介导。     

参松养心胶囊对心室肌细胞钾通道的影响

目的观察参松养心胶囊干粉提取溶液对大鼠单个心室肌细胞内向整流钾电流(IK1)、瞬时外向钾电流(Ito)以及豚鼠心肌细胞延迟整流钾电流(Ik)的影响。方法用酶解法分离单个心室肌细胞,并用全细胞膜片钳记录技术。结果当药物浓度0.5%时,可以使大鼠心肌细胞IK1内向成分降低,使-100mV时IK1电流密度从(-10.8±1.8)pA/pF降至(-7.2±2.1)pA/pF,平均抑制率为(33.1±16.9)%(n=11,P<0.05),但不改变电流的翻转电位及整流特性。药物同时对Ito电流的瞬时成分有抑制作用,60mV时Ito电流密度从(-19.8±7.1)pA/pF降至(-10.0±3.9)pA/pF,平均抑制率为(50.6±10.8)%(n=6,P<0.05),稳态失活曲线左移,失活后恢复时间常数增大。药物浓度0.5%时,对Ik有电压依赖性抑制作用,50mV时对尾电流峰值的抑制率为(30.8±1.1)%(n=5,P<0.05)。结论参松养心胶囊干粉提取溶液对IK1,Ito和Ik均具有不同程度的阻滞作用。这种多离子通道阻滞作用不仅使参松养心胶囊具有广谱的抗心律失常疗效,减少致心律失常的副作用,对Ito的阻滞效应还将显示其独特的抑制2相折返的作用,值得对其作更深入和广泛的研究。     

Whole-cell recordings of voltage-gated Calcium, Potassium and Sodium currents in acutely isolated hippocampal pyramidal neurons

Objective:To record Calcium, Potassium and Sodium currents in acutely isolated hippocampal pyramidal neurons. Methods:Hip-pocampal CA3 neurons were freshly isolated by 1 mg protease/3 ml SES and mechanical trituration with polished pipettes of progressively smaller tip diameters. Patch clamp technique in whole-cell mode was employed to record voltage-gated channel currents. Results:The procedure dissociated hippocampal neurons, preserving apical dendrites and several basal dendrites, without impairing the electrical characteristics of the neurons. Whole-cell patch clamp configuration was successfully used to record voltage-gated Ca2+ currents, delayed rectifier K+ current and voltage-gated Na+ currents. Conclusion:Protease combined with mechanical trituration may be used for the dissociation of neurons from rat hippocampus. Voltage-gated channels currents could be recorded using a patch clamp technique.     

大鼠纹状体神经元的延时整流钾离子单通道

用膜片钳技术对培养的纹状体神经元胞体上的电压依赖性钾离子通道进行了研究。在细胞贴附式下，去极化可激活一个电导为５０ｐＳ的外向钾离子单通道。５０ｐＳＫ＋通道的特性表明该通道属于延时整流型钾通道。