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剪切力对大鼠脑微血管内皮细胞膜钾电流影响的研究
目的 以脑微血管内皮细胞为实验对象,研究剪切力对内皮细胞膜电流的影响,并探讨细胞内的信号转导途径.方法 在体外培养大鼠脑微血管内皮细胞,利用平行板流动小室装置建立剪切力场,应用全细胞膜片钳的技术研究该细胞离子通道的力学敏感性问题.结果 在0.14×10-5N/cm2剪切力的作用下,细胞膜电流明显增加.剪切力诱导的电流有明显短暂的延迟现象,对具有高度特异性,胞外施加20mmol/L的TEA-Cl可明显抑制该电流.该电流具有TEA浓度依赖性,其IC50约为2.0mmol/L,符合延迟整流性钾电流特征(IKv).实验还表明,在膜电位为30mV、60mV与90mV时,诱导电流分别为(54.1±53.2)pA、(106.1±47.4)pA、(154.0±53.3)pA(n=8,p＜0.01).结论 剪切力对脑血管内皮细胞膜电流有影响,存在延迟整流性K+电流,对TEA高度敏感,通过对细胞去极化,可引出明显的内向电流.
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冠心病的有关防治问题(1) 激光心肌血运重建的临床应用
在冠心病需要进行再血管化治疗[如经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)、冠状动脉旁路移植术(CABG)]的病人中约有20%因为弥漫性冠状动脉狭窄或血管口径太小,而不适于进行以上的常规治疗,对此,激光心肌血运重建(TMLR)是一种替代的治疗方式.TMLR是在缺血心肌部位,用激光直接汽化心肌组织,形成多数贯穿心室壁全层的小隧道,以改善缺血心肌的血供.其机制现在仍然不清楚,可能有:通过贯穿心肌全层的隧道直接由心室灌注心肌;继发的新生毛细血管生成;去神经作用;影响心肌膜电流和安慰剂作用等.
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等渗溶液Ca2+浓度改变对去神经主动脉平滑肌生物张力及兴奋性作用研究
目的 研究等渗高Ca2+环境对去神经主动脉平滑肌膜电流的影响,以及不同前负荷状态和Ca2+通道阻滞剂干预下去神经主动脉平滑肌的肌源性自主舒缩变化.方法 平滑肌标本取自昆明小鼠主动脉平滑肌层.标本在松弛状态下被两端固定并浸润于任氏液中,待稳定后于显微镜下将玻璃微电极吸附于平滑肌肌膜并高阻封接,观察生理渗透压环境下的膜电流状态.将任氏液中Ca2+浓度由0.9 mol/L提高至1.2 mol/L,观察渗透压改变后的即刻膜电流变化.增加标本前负荷至1 g,观察前负荷增加后标本在同等渗透压环境下膜电位的改变,并记录此时的标本自主舒缩曲线.结果 平滑肌标本处于松弛状态时,在等渗环境下将Ca2+浓度由0.9 mol/L提高至1.2 mol/L后,膜电流改变幅度由(10.25±1.34)pA增至(24.91±3.27)pA,差异具有统计学意义(P＜0.05);前负荷增加后标本在等渗高Ca2+及低Ca2+环境下的膜电流改变幅度较松弛状态时均有所增加(低Ca2+浓度时(15.33±4.33) pA比(10.25±1.34) pA,高Ca2+浓度时(33.31±7.25) pA比(24.91±3.27) pA),差异均具有统计学意义(均P＜0.05).低Ca2+浓度为0.9 mol/L时,若仅增加前负荷,标本肌源性自主舒缩幅度可增加175％;而Ca2+浓度增至1.2 mol/L时,标本自主舒缩幅度可进一步增长40％.经Ca2+通道阻滞剂(质量浓度为0.5 g/L尼群地平)预处理后,高Ca2+环境下的膜电流及肌源性自主舒缩均明显减弱,结果表明膜电位及自主舒缩均由Ca2+主导.结论 细胞外Ca2+浓度的增加既提高了主动脉平滑肌细胞膜的兴奋性,又使平滑肌产生较明显的自主性舒缩,可在前负荷改变时有效地改善平滑肌组织顺应性.Ca2+通道阻滞剂抑制了Ca2+主导的跨膜电流,降低了肌源性自主舒缩,增加了平滑肌的僵直度,这可能会对改善弹性储器血管的功能产生负面影响.
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肾性高血压大鼠肺动脉平滑肌细胞钾通道的研究
目的:观察肾性高血压大鼠(RHR)肺动脉平滑肌细胞膜电容(Em)、膜电流(Ⅰ)、电流密度(pA/pF)、膜电位和Ⅰ-Ⅴ曲线的变化及盐酸埃他卡林对正常血压及肾性高血压大鼠肺动脉平滑肌钾通道的影响.方法:用内径为0.2～0.3 mm的银夹夹住大鼠左肾肾动脉起始部,制成两肾一夹RHR模型,血压以无创性套尾法测量.急性分离大鼠肺内动脉平滑肌细胞,用全细胞记录技术记录细胞钾电流、膜电容并计算电流密度.结果:RHR肺动脉平滑肌细胞膜电容均值为(3.43±1.16)pF,比正常血压大鼠(NTR,4.98±0.62pF)降低31.1%;钾电流值为(0.54±0.26)nA,比正常大鼠(1.70±0.67nA)降低68.2%;电流密度值为(180±90)pA/pF,比正常大鼠(350±80 pA/pF)降低48.6%;膜电位为(-26.96±7.23)mV,比正常大鼠(-27.66±7.1 mV)降低2.5%.盐酸埃他卡林在0.1-100 μmol.L-1浓度下,可显著增强正常血压大鼠动脉平滑肌钾电流;在1.0-100 μmol.L-1浓度下,可显著增强肾性高血压大鼠动脉平滑肌钾电流.结论:RHR的膜电容、膜电流、电流密度比正常血压大鼠低,Ⅰ-Ⅴ曲线下移.盐酸埃他卡林对正常血压大鼠及肾性高血压大鼠动脉平滑肌钾电流都有增强作用.
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不同前负荷条件下去神经平滑肌的应力松弛与膜电流特征
背景：肌丝牵拉实验是检验去神经后的肌丝标本在不同受力负荷状态下的肌肉自身力学变化的实验方法。目的：探讨不同前负荷平滑肌组织在肌动图上产生的自主性舒缩波形特点以及自主性舒缩时的膜电流特点。方法：平滑肌肌丝取自昆明小鼠主动脉平滑肌层及膀胱壁肌层。肌丝标本松弛状态下在任氏液中稳定5 min后将两端固定，微量步进定位器调整标本长度，使前负荷至1 g。以此作为标本初长度(L0)。微量器快速牵拉标本1次(L0+1)即低前负荷，每间隔5min快速牵拉标本1次，第10次为高负荷(L0+10)，在快速牵拉前滴加3%CaCl2及0.05% Nitrendipine干预，观察L0+1及L0+10后标本的自主舒缩。制备2μm玻璃微电极，显微镜下贴附平滑肌组织并高阻封接，测量L0+1及L0+10两种前负荷后应力松弛时间相的膜电位变化。结果与结论：①平滑肌标本应力松弛期随前负荷上升而变短，且膀胱平滑肌张力松弛期短于主动脉平滑肌，显示两种组织在顺应性上存在差异；②应力松弛期自主舒缩幅度随前负荷的增加而加大；③主动脉平滑肌膜电流波动随前负荷的增加而显著；④高钙环境显著提高了主动脉平滑肌膜电流的幅度及频率，这可被L-型钙通道阻断剂(0.05% Nitrendipine)抑制而减弱；⑤结果提示，前负荷的增长会引起应力松弛期肌源性自主收缩加强，这种顺应性变化与机械性牵拉引起的跨膜离子流动有关。高负荷状态下的高钙环境引起平滑肌膜电流的加强，这种变化可被 L-型钙通道阻断剂所抑制。从而说明快速牵拉不仅直接作用于平滑肌机械门控通道，同时也影响到L-型钙通道的激活。
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人体与磁场
古今中外,已有大量资料显示,磁场具有治疗健身的作用,通过现代科技方法,可以确定,外加磁场对细胞,主要是细胞类脂液晶膜层的影响,及细胞间协调关系的整合作用,是其可以治疗健身的主要原因.
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心肌微环境诱导骨髓间充质干细胞心肌化时电生理特性研究
目的 研究骨髓间充质干细胞(BMSCs)向心肌细胞分化过程中离子通道电流的表达情况,为临床BMSCs移植的安全性提供参考.方法 分离培养BMSCs及乳鼠心肌细胞(NRVMs),并以1: 10的比例共培养,应用全细胞膜片钳技术记录共培养的BMSCs上离子通道电流的表达情况.结果 成功分离培养BMSCs和NRVMs并建立了共培养模型,共培养1周后,BMSCs形态发生了明显变化;在心肌微环境诱导下,向心肌分化的BMSCs平均膜电位为-(40.37±3.68)mV,平均膜电容为(35.18±4.96)pF;共培养的BMSCs上可记录到I_(K1)、I_(to)、I_(Ksus),未记录到I_(Na)和I_(Ca),也未记录到K_(Ca).结论 BMSCs和NRVMs共培养1周后,BMSCs上记录到I_(K1)、I_(to)及I_(Ksus),但未记录到I_(Na)和I_(Ca).
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剪切力对鼠脑微血管内皮细胞膜电流和细胞骨架的影响
血管内皮细胞衬覆于心血管内腔面,它形成了血液与组织之间的通透屏障,其功能的异常还与动脉硬化、高血压、血栓形成等心脑血管疾病有直接关系.它在整个生命过程中始终受到血管中血液的流体力学作用,力学作用是如何作用于细胞并引起细胞内部的生化反应已成为研究的热点,也是揭示疾病病因的重要一步.
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大鼠胰腺β细胞离子通道的一些特性
实验以单个Wistar大鼠胰腺β细胞为对象, 用穿孔膜片箝和细胞贴附式记录技术研究ATP敏感K+通道(KATP)、延迟整流型K+通道(KDR)、 Ca2+通道和Na+通道的有关特性.结果表明: (1) KATP通道的内流电导约65 pS, 外流电导约31 pS, 反转电位在-60 mV左右; (2) KDR通道在延迟 20 ms后达到大激活, KDR电流约为KATP的1/3; (3)钙电流在0 mV左右达到40～60 pA的峰值, L-型钙通道是大鼠β细胞主要的钙通道, 其上还含另一种高电压激活的钙通道; (4)约有一半的β细胞有明显的钠电流, 钠通道在10 mV左右达到200～400 pA的峰电流.
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钾离子通道在肺动脉高压中的作用研究进展
肺动脉高压(PAH)是多种因素引起的肺血流动力学异常,以肺血管阻力进行性升高为临床特征的一组疾病.近年研究表明,肺动脉平滑肌细胞膜上的钾离子通道与PAH时的肺血管收缩和血管重构关系密切,现就钾离子通道在PAH中的作用研究进展作一综述.
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普罗帕酮对Kv1.4ΔN钾通道的作用及细胞外钾离子和pH浓度变化时的影响
目的:探讨抗心律失常药物普罗帕酮对Kv1.4△N钾通道的作用,以及细胞外钾离子和pH浓度变化时对该作用的影响,并探讨该作用可能的机制.方法:将Kv1.4ΔN的mRNA注射入非洲爪蟾卵母细胞并使用双电极钳制法观察普罗帕酮对Kv1.4ΔN电生理特性的影响,以及细胞外钾离子和pH变化时的电生理特性改变.结果:pH7 4状态下,普罗帕酮对Kv1.4ΔN通道的峰电流有抑制作用,这种阻滞作用具有电压依赖性、浓度依赖性以及频率依赖性,并且随电位的升高而作用加强,符合单指数和线性关系.普罗帕酮加速电流的失活过程.在不同的钾离子浓度下,这种阻滞作用具有pH依赖性,细胞外高钾pH7 4时,不同浓度普罗帕酮灌流显示IC50为121 μmol/L;细胞外酸性环境下(pH6 0)IC50提高到463 μmol/L,碱性化的环境(pH8 0)降至58 μmol/L.结论:普罗帕酮是Kv1.4ΔN的阻滞剂,可能与作用于细胞内的某些位点有关.
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大鼠骨髓间充质干细胞培养一周后的细胞膜电流
目的 通过研究大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)膜电流的状态,以探讨MSCs的电生理学特性.方法 取健康SD大鼠的骨髓,经密度梯度离心和贴壁培养获得MSCs,培养1周后,利用膜片钳技术,以全细胞记录模式记录细胞膜电流.利用各种通道阻滞剂对记录到的电流进行鉴定、分析.结果 培养1周后的MSCs未记录到内向膜电流,但显示有3种不同的外向电流在MSCs上单独或混合存在.利用氯通道阻滞剂DIDS不能阻断其外向电流,而在电极内液和细胞外液中使用钾通道阻滞剂后发现其膜电流幅度明显减小,提示所记录到的电流为钾电流,分别为:瞬间外向钾电流、超快速激活延迟整流钾电流及缓慢激活延迟整流钾电流.3种钾电流的电流-电压曲线与文献报道的相应钾电流相符.结论 培养1周后的 MSCs只表达外向钾电流,不同MSCs表达的钾电流差异较大,从电生理学角度提示MSCs具有多向分化潜能.
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心脏自律性发生和调节的离子流研究进展
起搏细胞自律性的发生和调节与超极化激活的阳离子流、电压依赖性Ca2+电流、电压依赖性Na+电流、电压依赖性K+电流、乙酰胆碱依赖性K+电流和ATP依赖性K+电流、Na+ -Ca2+交换电流、Na+-K+泵电流密切相关,这些离子流产生的生物电活动是促使心脏自律性发生和维持的基础.
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窦房结起搏细胞膜离子流与4期自动除极
参与窦房结4期自动除极的膜电流主要包括超极化激活的阳离子电流、延迟整流性钾电流、内向钙电流、Na+-Ca2+交换电流和持续性电流等.各个膜电流在4期自动除极的不同时点、不同电压范围及不同部位所起作用不同,呈一个动态的变化过程.
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酪氨酸激酶抑制剂通过活化大钾通道松驰小梁网细胞
青光眼是致盲的主要原因之一,大约2%老年人被青光眼困扰.部分青光眼的发病机制与眼内压升高有关.小梁网组织是眼房水外流通路上的重要结构,其细胞是平滑肌样组织具有收缩性并参与房水外流的调节.当小梁网细胞松驰时房水滤过面积加大,房水外流增加,降低眼内压;反之则眼内压升高.目的: 通过酪氨酸激酶抑制剂对小梁网细胞膜电流的影响探讨其松驰的可能机制.方法:使用"膜片钳"技术中Nystatin全细胞穿孔模式.标本取自牛眼小梁网.结果:实验中使用的所有细胞经acetylcholine预收缩.天然酪氨酸激酶抑制剂genistein(5×10-5 mol/L)引起一个强而持续并可逆转的外向电流(578±154)%(n=16);超极化(15±3) mV.人工合成酪氨酸激酶抑制剂tyrphostin 51也具有类似效果(433±46)%(n=7).该效应表现剂量依赖[10-6 mol/L时无作用;10-5 mol/L时(363±80)%(n=9);10-4 mol/L时(1129±251)%(n=9)].一种具有非活化结构的genistein同系物daidzein对膜电流没有作用(n=4).Genistein刺激产生的外向电流能被钾通道阻断剂TEA+取消.而glibenclamide(一种ATP依赖钾通道阻断剂)和apamin(一种小传导钙活化钾通道阻断剂)对由genistein和tyrphostin 51诱导的外向电流没有作用;大传导钙活化钾通道(大钾通道Maxi-K channel)阻断剂iberiotoxin(10-7 mol/L)抑制了刺激电流的(86±18)%(n=4).结论:酪氨酸激酶抑制剂可能是通过活化大钾通道松驰小梁网细胞,从而改善房水外流降低眼内压,该物质有可能成为治疗青光眼的理想候选药物.
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钾离子通道β亚单位KCNE4对KCNQ1及HERG电流的影响
目的:研究钾离子通道β亚单位KCNE4对KCNQ1及HERG通道电流的影响.方法:构建离子通道细胞模型,单独表达基因KCNQ1、HERG,以及联合表达基因KCNQ1+ KCNE4、HERG+ KCNE4.采用全细胞膜片钳方法记录通道电流曲线,比较组间电流的大小及通道的动力学特征.采用免疫荧光细胞定位方法,检测KCNF4对通道蛋白表达的影响.结果:KCNF4与KCNQ1共表达显著减低KCNQ1通道电流.单独表达KCNQ1通道的细胞,膜电位+60 mV时,平均电流密度为(24±2.9)pA/pF,共表达KCNQ1+ KCNF4时,细胞电流密度降至(7.3±1.1) pA/pF.与KCNQ1电流相比,+40 mV时KCNQ1/KCNF4激活时间常数的快成分(Tfast)增加,但慢成分(Tslow)减慢,KCNQ1/KCNF4无尾电流产生,表明KCNE4参与了KCNQ1通道动力学的调整.单独表达KCNF4亚单位的细胞没有产生任何电流.当KCNF4与HERG共表达时,电流的大小、电流电压关系曲线及通道稳态激活曲线都与HERG通道无明显差异,电流密度为(26.7±3.9) pA/pF,半数激活电压(V1/2)为(-3.10±0.68)mV,斜率因子为8.89±0.33.从通道的失活时间常数以及失活后恢复时间常数与测试电压的关系曲线可见,KCNF4对HERG通道的动力学特征均无影响.免疫荧光染色结果显示,KCNF4没有影响KCNQ1蛋白的表达.结论:KCNF4亚单位可显著改变KCNQ1通道的电压敏感性,表现出抑制作用,KCNE4对KCNQ1蛋白在细胞膜上的表达及HERG通道电流均无影响.
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参松养心胶囊对Kv1.4钾电流特性的影响
目的:探讨中药复方制剂参松养心胶囊对KV1.4钾通道C型(KV1.4△N)失活的影响.方法:将Kv1.4△NmRNA注射入非洲爪蟾卵母细胞中,使用双电极钳制法(Two electrodes voltage clamp TEV)观察参松养心胶囊对KV1.4AN电生理特性的影响.结果:参松养心胶囊对Kv1.4△N通道的峰电流有抑制作用,这种阻滞作用具有电压依赖性,随电位的升高而作用加强,符合单指数和线性关系.参松养心胶囊可加速KV1.4△N钾通道电流的失活过程,同时可使KV1.4△N通道失活后的恢复减慢.结论:参松养心胶囊能显著抑制KV1.4钾通道电流,这可能是其抗心律失常作用的机制之一.
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腺苷对心脏作用的机制
本文综述了腺苷对心脏的作用及机制,以及对膜电流的影响.
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海洛因依赖大鼠VTA区NMDA受体介导的多巴胺神经元膜电流的变化
目的:探讨海洛因依赖大鼠中脑腹侧被盖区(vental tegmental area,VTA)NMDA受体介导的多巴胺(DA)神经元膜电流的变化.方法:20只SD雄性大鼠随机分成对照组、海洛因依赖组(以下称依赖组).按剂量递增原则皮下注射给予海洛因,纳络酮催促戒断,确定海洛因依赖模型的建立.免疫组织化学方法标记VTA区DA神经元酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH),脑片膜片钳技术记录其NMDA受体特异性激动剂N-methyl-D-aspartate(NMDA)介导的膜电流.结果:建立的海洛因依赖模型组大鼠催促戒断症状的评分符合成瘾模型评分标准；海洛因依赖组VTA区DA神经元TH表达上调(P＜0.05)；海洛因依赖组VTA区NMDA受体介导的DA神经元膜电流减小(P＜0.05).结论:海洛因依赖组VTA区DA神经元TH反应增强,神经元的兴奋性受到抑制.
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单个耐钙心肌细胞的分离方法
运用膜片钳或激光共聚焦技术进行电生理学研究或影像形态与功能研究需要制备单个细胞作标本.由于单个细胞具有细胞外液易渗透、易控制膜电流及计算细胞电容、易运用荧光染料等优点,因此成功分离单个心肌细胞非常重要,但也较困难.我们依自己的实验体会,总结出以下单个耐钙心肌细胞的分离方法.
