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本文分为以下几个部分进行探讨: 第一部分 大鼠三叉神经节神经元电压门控钾离子电流及其特征 采用全细胞膜片钳技术观察培养的大鼠三叉神经节(TG)神经元电压门控钾离子电流及其特征。我们把三叉神经节神经细胞电压门控钾电流主要分为瞬时外向钾电流(IA)和延迟整流钾电流(IK)。在电极外液中加入80mM TEA可抑制延迟整流钾电流(IK)而记录瞬时外向钾电流(IA);在电极外液中加入3mM的4-AP可抑制瞬时外向钾电流(IA)而记录延迟整流钾电流(IK)。采用二步酶解法分离培养三叉神经节神经元,记录其激活电流和失活电流,记录激活电流时电压钳制在-80mV,以10mV的阶跃从-80mV去极化到+60mV,持续500ms,刺激间隔2秒;记录失活电流时电压钳制在-80mV,以10mV的阶跃从-120mV去极化到+40mV,持续500ms,再给以500ms+40mV的持续去极化,刺激间隔4秒。所得激活曲线和失活曲线经Boltzmann方程拟合得到,IA的半数最大激活电位和半数最大失活电位分别为-5±4.5 mV和-52.9±7.8mV,k值分别为16.0±1.0和-7.8±2.8,IA的失活时间常数(Τ)为112±27 ms,C为0.30±0.12(n=7,(x)±s)。IK的半数最大激活电位为9.2±4.7 mV,k值为16.8±1.3(n=7,(x)±s)。结果有助于我们理解和认识三叉神经节神经元电压门控钾电流及其特征。 第二部分 大麻素受体激动剂WIN55,212-2对大鼠三叉神经节神经元电压门控钾电流及胞内钙的影响 WIN55,212-2是一种非选择性大麻素受体激动剂,现已知大麻素受体有二种:CB1和CB2,并均已克隆,CB1主要分布在中枢和外周神经系统,CB2主要分布在外周神经系统及其他组织,它们均为G蛋白耦联受体,与疼痛有关,除大麻素受体外,辣椒素受体(vanilloid receptor)也与疼痛有关,第一个辣椒素受体已被克隆,被命名为vanilloid receptor1(VR1),其与大麻素受体关系非常密切,其分布与大麻素受体有许多相同之处。三叉神经节神经元上分布有多种受体,如CB1、VR1、VRL1及ASICS等, WIN55,212-2的效应与哪些受体有关,尚不清楚。 本部分内容采用全细胞膜片钳技术和胞内钙成像技术旨在观察不同浓度的WIN55,212-2对TG神经元电压门控钾电流及胞内钙的作用及其机制。结果:不同浓度的WIN55,212-2对IA及IK均显示双向作用,不同浓度(0.01μM、0.1μM、1μM和10μM)的WIN55,212-2对IA的作用分别为+17.7±7.8%、-7.7±4.9%、-16.1±4.4%和-30.9±7.4%(n=8,P<0.01,+表示增加,-表示抑制)。不同浓度(0.01μM、0.1μM、1μM、10μM和30μM)的WIN55,212-2对IK的作用分别为+27.0±7.9%、-7.4±3.9%、-16.5±5.6%、-25.3±9.3%和-35.7±7.3%(n=7,P<0.01,+表示增加,-表示抑制)。 10μMCPZ(VR1阻断剂)+30μM WIN55,212-2对IK的抑制率为13.0±5.8%(n=7,(x)±s,P<0.01 vs30μM WIN55,212-2),1μM AM251(CB1阻断剂)+30μMWIN55,212-2对IK的抑制率为50.5±10.9%(n=7,(x)±s,P<0.01 vs30μM WIN55,212-2)。10μMCPZ(VR1阻断剂)+0.01μM WIN55,212-2对IK的增加率为25.1±8.5%(n=7,(x)±s,P>0.05 vs0.01μM WIN55,212-2),1μM AM251(CB1阻断剂)+0.01μM WIN55,212-2对IK的增加率为9.7±4.1%(n=7,(x)±s,P<0.01vs0.01μM WIN55,212-2)。结果提示30μM WIN55,212-2对IK的抑制作用可被VR1的阻断剂CPZ逆转,但不能被CB1阻断剂AM251逆转;0.01μM WIN55,212-2对IK的增强作用可被AM251逆转,但不能被CPZ逆转。 0.01μM WIN55,212-2对激活曲线无影响(control: V0.5=14.74±6.27 mV,k=21.33±2.96; Win55,212-2: V0.5=11.06±2.05 mV,k=22.69±6.60;n=7,(x)±s,P>0.05 for V0.5 and k),30μM WIN55,212-2使激活曲线右移14 mV左右(control:V0.5=16.43±6.25 mV,k=20.27±3.86; Win55,212-2: V0.5=28.71±3.91 mV,k=16.69±2.75;n=7,(x)±s, P<0.05 for V0.5)。 WIN55,212-2(0.01~10μM)可浓度依赖性地升高三叉神经节神经元细胞内游离钙离子浓度,EC50为0.47μM,Hill系数nH为1.18;用CB1受体阻断剂AM251孵育后,发现10μM的AM251可明显抑制10μM WIN55,212-2对三叉神经节神经元细胞内游离钙离子浓度的作用(n=8,(x)±s,P<0.01)。结果提示WIN55,212-2通过作用于不同的受体而对电压门控性钾电流产生双向作用,但升高胞内钙的作用是通过CB1受体介导的。 第三部分 CPT-cAMP和CPT-cGMP对培养的大鼠三叉神经节神经元钾电流的调制 CPT-cAMP和CPT-cGMP分别为胞内信使cAMP和cGMP的同类物,它们可以分别激活PKA和PKG,参与通道蛋白的磷酸化调节,本部分采用全细胞膜片钳技术研究CPT-cAMP和CPT-cGMP对培养的大鼠三叉神经节神经元钾电流的调制作用。结果:1 mM CPT-cAMP对IA的抑制率为5.1±3.4%(n=7,(x)±s,P>0.05),对IK的抑制率为12.4±4.0%(n=8,(x)±s,P<0.01);1 mM CPT-cGMP对IA的抑制率为32.0±4.5%(n=8,(x)±s,P<0.01),对IK的抑制率为0.68±0.23%(n=8,(x)±s,P>0.05)。它们对钾电流的激活曲线和失活曲线均无影响。结果提示胞内信使参与了钾电流的调制,CPT-cAMP可能参与IK的调制,CPT-cGMP可能参与IA的调制。 第四部分 蛋白磷酸酶抑制剂okadaic acid对培养的大鼠三叉神经节神经元钾电流的调制 蛋白质可逆磷酸化是调节细胞生理功能的主要机制之一。任何状态下的蛋白质磷酸化水平实际上反映了催化该过程的蛋白激酶(PK)和蛋白磷酸酶(PPase)相对活性之间的平衡。okadaic acid(OA)能特异地抑制PP-2A和PP-1,从而调节通道蛋白的磷酸化水平。本部分采用全细胞膜片钳技术研究okadaic acid(OA)对培养的大鼠三叉神经节神经元钾电流的调制作用。结果:1μM okadaic acid(OA)对IA的抑制率为28.6±8.5%(n=8,(x)±s,P<0.05),但增加IK,增加率为22.7±10.7%(n=7,(x)±s,P<0.05)。OA使IA的失活时间常数从100.8±18.6 ms降低到46.4±28.9 ms(n=8,(x)±s,P<0.01),使激活曲线左移4mV(control: V0.5=-4.6±4.4,k=15.9±1.1;OA:V0.5=-8.0±3.5,k=16.8±0.9,n=8,(x)±s,P<0.05 for V0.5),并使失活曲线左移9mV(control: V0.5=-51.1±1.1,k=-7.1±1.1;OA: V0.5=-60.8±3.2,k=-8.2±1.3,n=8,(x)±s,P<0.01 for V0.5)。OA使IK激活曲线左移4mV(control: V0.5=6.7±1.6,k=17.2±0.6; OA: V0.5=2.8±1.7,k=18.1±0.9,n=7,(x)±s,P<0.01for V0.5)。结果表明okadaic acid对TG神经元电压门控钾电流有调制作用,且影响IA的激活和失活过程,并影响IK的激活过程。