海马脑片锥体神经元钙离子通道动力学特性的盲法膜片钳研究

目的 观察大鼠海马脑片盲法全细胞记录技术研究CA1区锥体神经元电压门控性Ca^2+通道的动力学特征，为在海马脑片上进行神经科新药开发提供依据。方法 选用出生20-30d的Wistar雄性大鼠20只，断头取脑，将海马切为厚400μm的薄片，解剖镜下选CA1区锥体神经元细胞线行盲法全细胞记录。结果 大鼠海马脑片CA1区锥体神经元电压门控性Ca^2+通道电流具有如下特点：①激活的阈电位偏低，为(-49&;#177;9)mV，范围为-65～-30mV(n=23)。②衰减时间常数τ值较大，且变化范围大(100-700ms)(n=12)，并且衰减具有Ca^2+电流幅值的依赖性。③稳态失活呈现电压依赖性，半失活电压为(-55&;#177;10)mV，斜率因子为(5．3&;#177;O．9)(n=10)。④当细胞外Ca^2+浓度为2．5mmol／L时，Ca^2+通道的反转电位为(55&;#177;13)mV(n=10)。⑤尾电流成分较为单一，不表现电压依赖性。另外，Ca^2+电流对戊脉胺及双氢吡啶娄化合物硝苯地平均不敏感。结论 海马脑片CA1区锥体神经元上的Ca^2+通道主要以N型为主．     

全细胞记录急性分离海马锥体神经元电压门控通道电流

背景：海马是涉及学习、记忆的重要脑区，已有研究者描述了急性分离海马神经元的方法。但这些方法需要多种酶联合使用、分离过程复杂。 目的：建立一种适用于膜片钳研究，简单、快速地分离海马神经元的方法。 设计：动物实验观察。 单位：西安交通大学医学院生理与病理生理学系。 材料：实验于2004-03／10在西安交通大学医学院医学实验中心完成。实验动物选用出生10-15d的Sprague-Dawley大鼠，性别不限。方法：急性分离海马神经元；应用全细胞记录模式记录延迟整流钾电流以及电压门控钙电流。 主要观察指标：观察急性分离海马神经元的形态；记录海马神经元延迟整流钾电流、电压门控钙电流。 结果：①倒置显微镜观察急性分离的神经元具有光滑、透亮的表面，胞体呈锥体性，有一个较长的顶树突和几个基树突。②分离过程未破坏其电生理特性，钳制电压-90mV，给予时程200ms，阶跃10mV，由-70-＋20mV去极化脉冲刺激激活钙电流得到电压门控钙电流。钳制电压-80mV，给予-50mV时程50ms去极化预刺激失活瞬时外向钾电流，再给予时程200ms，阶跃10mV，由-60mV至＋50mV去极化脉冲刺激激活钾电流，得到延迟整流钾电流。 结论：本方法分离的神经元，适合应用膜片钳技术进行离子通道研究。     

全细胞记录急性分离海马锥体神经元电压门控通道电流

背景:海马是涉及学习、记忆的重要脑区,已有研究者描述了急性分离海马神经元的方法。但这些方法需要多种酶联合使用、分离过程复杂。目的:建立一种适用于膜片钳研究,简单、快速地分离海马神经元的方法。设计:动物实验观察。单位:西安交通大学医学院生理与病理生理学系。材料:实验于2004-03/10在西安交通大学医学院医学实验中心完成。实验动物选用出生10～15d的Sprague-Dawley大鼠,性别不限。方法:急性分离海马神经元;应用全细胞记录模式记录延迟整流钾电流以及电压门控钙电流。主要观察指标:观察急性分离海马神经元的形态;记录海马神经元延迟整流钾电流、电压门控钙电流。结果:①倒置显微镜观察急性分离的神经元具有光滑、透亮的表面,胞体呈锥体性,有一个较长的顶树突和几个基树突。②分离过程未破坏其电生理特性,钳制电压-90mV,给予时程200ms,阶跃10mV,由-70～ 20mV去极化脉冲刺激激活钙电流得到电压门控钙电流。钳制电压-80mV,给予-50mV时程50ms去极化预刺激失活瞬时外向钾电流,再给予时程200ms,阶跃10mV,由-60mV至 50mV去极化脉冲刺激激活钾电流,得到延迟整流钾电流。结论:本方法分离的神经元,适合应用膜片钳技术进行离子通道研究。     

新生大鼠海马神经元的急性分离与膜片钳技术

目的：获得适用于膜片钳技术的单个海马神经元。 方法：实验于2005-09／11在新乡医学院机能学研究室完成。应用酶消化及机械分离法，急性分离出生3～6d的SD大鼠海马神经元，在倒置显微镜下，选取已贴壁直径约10～15μm的锥体形神经元观察其急性分离效果和细胞活性状态。电生理学的鉴定采用全细胞膜片钳的模式记录电流反应，首先在大鼠海马CA1区锥体神经元诱发出内向离子流。在大鼠海马CA1锥体神经元诱发出内向离子流后，通过程控灌流系统在细胞外液中加1μmol／L的钠通道阻断剂河豚毒素灌流同一神经元，记录内向离子流的变化。 结果：①该法可获得形态良好的单个海马神经元，海马锥体细胞具有锥形胞体（10～20μm）和厚墩的顶树突特征。活性较好的海马神经元，胞体呈三角形或椭圆形，表面光亮，细胞膜完整、清晰的，立体感较强。一般有1个较长的顶树突和2个以上较短的基树突。②利用膜片钳技术内向电流被诱发，用1μmol／L河豚毒素完全阻断该电流，说明该内向电流为钠电流。 结论：该法可获得形态和生理特性良好的单个海马神经元，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。     

马桑内酯对大鼠海马锥体神经元钙激活钾通道的影响

背景：神经细胞的电活动以细胞膜离子通道的活动为基础。神经元异常放电是癫痫的基本特征，其基础是细胞膜离子通道的激活与离子的跨膜运动，然而马桑内酯致病机制中是否存在钙激活钾通道的激活还不清楚。目的：以大鼠海马锥体神经元为靶细胞，了解马桑内酯在其致痫机制中对神经元钙激活钾通道的作用。设计：非随机对照实验。单位：四川大学华西医院神经内科和泸州医学院心肌电教研室。材料：实验于2000—05／12在四川省泸州医学院完成。选择出生24h之内Wistar乳鼠100只。方法：Wistar乳鼠在麻醉状态下和无菌条件下分离出海马组织，以培养第7～10天，生长良好、形态典型的锥体神经元进行膜片钳试验。将培养皿随机分成9组：①正常对照组，19皿，加入DMEM培养基，给以不同的钳制电压，以后加入四乙基胺。②10^-8，10^-7，10^-6 mol／L钙浓度组；加入含不同浓度钙离子的DMEM培养基，以后加入四乙基胺，每一浓度8皿，共24皿；马桑内酯0，0．25．0．5,1．0，2．0mL／L致痫组，加入不同浓度含马桑内酯的DMEM培养基．以后加入四乙基胺。每一浓度26皿，共130皿。运用膜片钳制技术贴附式和内面向外式方法记录神经元单通道电活动，并分析通道活动的开放概率、平均开放时间、平均关闭时间、电流幅值等。主要观察指标：①观察并记录正常，不同钳制电压、不同钙离子浓度对锥体神经元钙激活钾通道的激活作用和四乙基胺的影响。②观察并记录致痫剂马桑内酯对锥体神经元细胞膜钙激活钾通道的激活作用及四乙基胺的影响。结果：①在钳制电压为0mV时，锥体神经元钙激活钾通道有少量的随机开放，具有明显的电压依赖性，通道电导值为（122．79&;#177;21．68）pS，可被钾通道阻断剂四乙基胺所阻断。②在内面向外式膜片下，钙激活钾通道表现出钙离子的浓度依赖性。当钙浓度为10^-8，10^-7，10^-6 mol／L时，平均开放概率分别为0．022&;#177;0．006，0．040&;#177;0．007，0．142&;#177;0．049（P〈0．01）。③在细胞贴附式膜片下，浴液中游离钙离子浓度10^-8mol／L，膜电位在20mV时，发现马桑内酯能明显增加钙激活钾通道的开放概率。④与马桑内酯0ml／L比较，马桑内酯1．0ml／L能增加钙激活钾通道平均开放时间（1．867&;#177;0．210,6．900&;#177;0．120，P〈0．01），减少平均关闭时间（78．505&;#177;7．192，6．233&;#177;0．854，P〈0．01）。结论：在马桑内酯诱导的癫痫发病中，钙激活钾通道活化可能起重要的负反馈调节作用。     

新生大鼠海马神经元的急性分离与膜片钳技术

目的:获得适用于膜片钳技术的单个海马神经元。方法:实验于2005-09/11在新乡医学院机能学研究室完成。应用酶消化及机械分离法,急性分离出生3～6d的SD大鼠海马神经元,在倒置显微镜下,选取已贴壁直径约10～15μm的锥体形神经元观察其急性分离效果和细胞活性状态。电生理学的鉴定采用全细胞膜片钳的模式记录电流反应,首先在大鼠海马CA1区锥体神经元诱发出内向离子流。在大鼠海马CA1锥体神经元诱发出内向离子流后,通过程控灌流系统在细胞外液中加1μmol/L的钠通道阻断剂河豚毒素灌流同一神经元,记录内向离子流的变化。结果:①该法可获得形态良好的单个海马神经元,海马锥体细胞具有锥形胞体穴10～20μm雪和厚墩的顶树突特征。活性较好的海马神经元熏胞体呈三角形或椭圆形,表面光亮,细胞膜完整、清晰的,立体感较强。一般有1个较长的顶树突和2个以上较短的基树突。②利用膜片钳技术内向电流被诱发,用1μmol/L河豚毒素完全阻断该电流,说明该内向电流为钠电流。结论:该法可获得形态和生理特性良好的单个海马神经元,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。     

小剂量藜芦碱诱发大鼠脑海马CA1区锥体神经元异常放电癫痫脑片模型的特征

背景：阵发性去极化漂移是癫痫活动的脑神经元的细胞学特征，过去认为其产生与突触传递异常有关。近年来，阵发性去极化漂移的内因机制得到进一步关注和重视。目的：观察小剂量藜芦碱诱发大鼠脑海马CA1区锥体神经元产生癫痫样活动的特征，探讨其可能的离子机制。设计：探索性观察实验。单位：解放军第四军医大学的神经科学研究所。材料：实验于2002-10／2004-10在解放军第四军医大学神经科学研究所完成。选择出生后14d的健康SD大鼠40只，所需试剂购自天津市医药公司和Sigma公司。干预：大鼠经腹腔麻醉后取脑切片，通过0．5μmol／L藜芦碱诱发癫痫样活动。在6张脑片上诱发产生阵发性去极化飘移样放电后，灌流液中加入80nmol／L河豚毒素，在另外5张脑片上，用抗癫痫药物苯妥英（5μmol／L）替换河豚毒素，观察在不同药物作用下细胞电生理特性的变化。主要观察指标：①细胞放电模式。②电压钳模式下通过细胞，Ⅰ-Ⅴ反应计算河豚毒素敏感性持续性钠电流的大小。结果：小剂量藜芦碱细胞外灌流后，随着神经元膜的超极化，大鼠CA1区锥体细胞表现出固定模式的阵发性去极化漂移串样放电，这种电活动可被小剂量（80nmol／L）河豚毒素或（5μmol／L）苯妥英所阻断。电压钳模式下测量阈下河豚毒素敏感性钠电流，在膜电位-55，-60，-65mV范围内，癫痫放电神经元测值明显增大，表明小剂量藜芦碱可增强持续性钠电流，并具有电压依赖性。结论：小剂量藜芦碱可在大鼠脑海马CA1区锥体神经元上诱发出阵发性去极化漂移样癫痫活动。小剂量河豚毒素或苯妥英可阻断这种癫痫活动，其离子机制可能与持续性钠电流的增强有关。     

马桑内酯对大鼠海马锥体神经元钙激活钾通道的影响

背景:神经细胞的电活动以细胞膜离子通道的活动为基础.神经元异常放电是癫痫的基本特征,其基础是细胞膜离子通道的激活与离子的跨膜运动,然而马桑内酯致痫机制中是否存在钙激活钾通道的激活还不清楚.目的:以大鼠海马锥体神经元为靶细胞,了解马桑内酯在其致痫机制中对神经元钙激活钾通道的作用.设计:非随机对照实验.单位:四川大学华西医院神经内科和泸州医学院心肌电教研室.材料:实验于2000-05/12在四川省泸州医学院完成.选择出生24h之内Wistar乳鼠100只.方法:Wistar乳鼠在麻醉状态下和无菌条件下分离出海马组织,以培养第7～10天,生长良好、形态典型的锥体神经元进行膜片钳试验.将培养皿随机分成9组:①正常对照组,19皿,加入DMEM培养基,给以不同的钳制电压,以后加入四乙基胺.②10-8,10-7,10-6mol/L钙浓度组;加入含不同浓度钙离子的DMEM培养基,以后加入四乙基胺,每一浓度8皿,共24皿;马桑内酯0,0.25,0.5,1.0,2.0 mL/L致痫组,加入不同浓度含马桑内酯的DMEM培养基,以后加入四乙基胺.每一浓度26皿,共130皿.运用膜片钳制技术贴附式和内面向外式方法记录神经元单通道电活动,并分析通道活动的开放概率、平均开放时间、平均关闭时间、电流幅值等.主要观察指标:①观察并记录正常,不同钳制电压、不同钙离子浓度对锥体神经元钙激活钾通道的激活作用和四乙基胺的影响.②观察并记录致痫剂马桑内酯对锥体神经元细胞膜钙激活钾通道的激活作用及四乙基胺的影响.结果:①在钳制电压为0 mV时,锥体神经元钙激活钾通道有少量的随机开放,具有明显的电压依赖性,通道电导值为(122.79±21.68)pS,可被钾通道阻断剂四乙基胺所阻断.②在内面向外式膜片下,钙激活钾通道表现出钙离子的浓度依赖性.当钙浓度为10-8,10-7,10-6 mol/L时,平均开放概率分别为0.022±0.006,0.040±0.007,0.142±0.049(P＜0.01).③在细胞贴附式膜片下,浴液中游离钙离子浓度10-8 mol/L,膜电位在20 mV时,发现马桑内酯能明显增加钙激活钾通道的开放概率.④与马桑内酯0 mL/L比较,马桑内酯1.0 mL/L能增加钙激活钾通道平均开放时间(1.867±0.210,6.900±0.120,P＜0.01),减少平均关闭时间(78.505±7.192,6.233±0.854,P＜0.01).结论:在马桑内酯诱导的癫痫发病中,钙激活钾通道活化可能起重要的负反馈调节作用.     

小剂量藜芦碱诱发大鼠脑海马CA1区锥体神经元异常放电癫痫脑片模型的特征

背景阵发性去极化漂移是癫痫活动的脑神经元的细胞学特征,过去认为其产生与突触传递异常有关.近年来,阵发性去极化漂移的内因机制得到进一步关注和重视.;目的观察小剂量藜芦碱诱发大鼠脑海马CA1区锥体神经元产生癫痫样活动的特征,探讨其可能的离子机制.设计探索性观察实验.单位解放军第四军医大学的神经科学研究所.材料实验于2002-10/2004-10在解放军第四军医大学神经科学研究所完成.选择出生后14 d的健康SD大鼠40只,所需试剂购自天津市医药公司和Sigma公司.干预大鼠经腹腔麻醉后取脑切片,通过0.5 μmol/L藜芦碱诱发癫痫样活动.在6张脑片上诱发产生阵发性去极化飘移样放电后,灌流液中加入80 nmol/L河豚毒素,在另外5张脑片上,用抗癫痫药物苯妥英(5μmol/L)替换河豚毒素,观察在不同药物作用下细胞电生理特性的变化.主要观察指标①细胞放电模式.②电压钳模式下通过细胞Ⅰ-Ⅴ反应计算河豚毒素敏感性持续性钠电流的大小.结果小剂量藜芦碱细胞外灌流后,随着神经元膜的超极化,大鼠CA1区锥体细胞表现出固定模式的阵发性去极化漂移串样放电,这种电活动可被小剂量(80 nmol/L)河豚毒素或(5 μmol/L)苯妥英所阻断.电压钳模式下测量阈下河豚毒素敏感性钠电流,在膜电位-55,-60,-65mV范围内,癫痫放电神经元测值明显增大,表明小剂量藜芦碱可增强持续性钠电流,并具有电压依赖性.结论小剂量藜芦碱可在大鼠脑海马CA1区锥体神经元上诱发出阵发性去极化漂移样癫痫活动.小剂量河豚毒素或苯妥英可阻断这种癫痫活动,其离子机制可能与持续性钠电流的增强有关.     

改良的适用于膜片钳研究的大鼠海马神经元急性分离法

目的:寻找一种适合膜片钳研究的海马神经元急性分离法。方法:采用出生7～10d的大鼠,用酶机械联合分离法制备海马神经元细胞,用全细胞膜片钳技术对其电生理学特性进行测定。结果:细胞不仅形态学完整,而且具有正常的电生理学特性,能记录到电压依赖性及配体门控GABA电流,还能记录到动作电位。结论:酶机械联合分离法简单快捷,所需酶量少,不需配置混合气,成本低,适合膜片钳的研究。     

衰老与海马CA1区锥体细胞退行性变及自由基和空间记忆的关系

目的:研究衰老大鼠记忆行为、自由基含量和CA1区细胞超微结构的特征以及衰老所致记忆减退的神经生物学机制。方法:雄性SD大鼠40只,青年和老年组各20只。应用Morris水迷宫测量大鼠空间记忆水平,分光光度计测量海马组织蛋白质的含量;巴比妥酸还原法测定海马脂质过氧化物含量;透射电镜观察海马CA1区锥体细胞的形态;体视学分析细胞内粗面内质网和线粒体的面数密度。结果:较之青年大鼠,衰老大鼠寻找平台的潜伏期延长(38与12s,t=8.04,P<0.01);跨平台次数的百分比减少(50%与82%,t=10.17,P<0.05)。海马脂质过氧化物(146.2与178.4nmol/g,t=5.61,P<0.01)、组织总蛋白(127.9与168.8μg比较,t=8.25,P<0.01)和非水溶性蛋白(21.1与34.3μg比较,t=9.53,P<0.01)的含量增高;海马CA1区250μm锥体细胞的数量(51.9与40.7个比较,t=6.55,P<0.01)、核仁体积(5.34与4.02μm3,t=7.71,P<0.01)、粗面内质网面密度(1.47与0.94μm2/μm3,t=6.55,P<0.01)减少。结论:海马CA1区锥体细胞的退行性变化是衰老致记忆减退的原因之一,而过量的脂质过氧化物可能是导致锥体细胞变性的原因。     

电针对脑缺血再灌注大鼠海马 Fos蛋白的影响

目的:探讨脑缺血再灌注后电针对大鼠海马Fos蛋白表达的影响。方法:SD大鼠18只,体质量250～280g,雌雄不限。动物随机分为3组,对照组、模型组和治疗组。采用夹闭大鼠双侧颈总动脉造成的脑缺血再灌注损伤模型,电针百会、风池、大钟及足三里穴,频率2～20Hz,强度2.0A,持续30min,4h后观察海马Fos蛋白的表达。结果:电针能明显加强脑缺血再灌注后海马各区Fos蛋白的表达。治疗组与模型组相比海马各区阳性细胞数显著增加,CA1区(236±26,126±19,P<0.05);CA3(328±80,212±55,P<0.05);CA4(594±104,381±92,P<0.01);DG(621±111,341±89,P<0.01)。结论:缺血再灌注可诱导海马Fos蛋白的显著表达,电针可增强Fos蛋白的表达。