SO_2衍生物对大鼠神经元和心肌细胞几种离子通道的影响

为了阐明大气污染物SO2对神经系统和心血管系统的毒作用机制,采用全细胞膜片钳技术研究了SO2衍生物(NaHSO3和Na2SO3,分子比为1∶3)对大鼠海马、背根节神经元和心肌细胞膜上钠、钾、钙离子通道的影响.结果显示:(1)SO2衍生物可显著增大大鼠海马CA1区神经元钠电流,不影响钠通道的激活过程,但可使钠电流的失活曲线向去极化方向移动,延迟钠通道的失活过程;另外,SO2衍生物可显著增大瞬间外向钾电流(IA)和延迟整流钾电流(IK),不影响IA的激活过程,使IK的激活过程向负电压方向移动,促进IK的激活过程,而使IA的失活曲线向正电压方向移动,延迟IA的失活过程.(2)SO2衍生物显著增大大鼠背根节神经元钠电流(TTX-S钠电流和TTX-R钠电流),可使两种钠电流的激活和失活曲线均向去极化方向移动,但对失活的影响大于对激活的影响,即延迟钠通道的失活过程;SO2衍生物显著增大背根节神经元瞬间外向钾电流(TOCs)和延迟整流钾电流(IK),不影响TOCs的激活过程,但可使IK的激活曲线向超极化方向移动,促进IK的激活.另外,还可使TOCs的失活曲线向去极化方向移动,即延迟TOCs的失活.(3)SO2衍生物可显著增大大鼠心肌细胞L-型钙电流(ICa,L),使ICa,L的激活和失活曲线均向去极化方向移动,但对失活的影响大于对激活的影响;SO2衍生物显著增大心肌细胞钠电流,不影响钠通道的激活过程,但可使钠电流的失活曲线向去极化方向移动,延迟钠通道的失活过程;SO2衍生物显著增大心肌细胞瞬间外向钾电流(Ito),使Ito的激活曲线向超极化方向移动,促进Ito的激活过程,但可使Ito的失活曲线向去极化方向移动,延迟Ito的失活过程;此外,SO2衍生物还可显著增大心肌细胞内向整流钾电流(IK1),但不影响其反转电位.结果表明,SO2衍生物可能通过影响神经元和心肌细胞膜上离子通道的活动而对中枢神经、传导神经以及心血管系统产生不利影响.提示大气SO2污染可能与神经系统和心血管系统疾病的发生有关.

焦亚硫酸钠对大鼠海马CA1区神经元钾电流的影响

目的:探讨焦亚硫酸钠(SMB)、二氧化硫(SO2)及其体内衍生物(亚硫酸盐和亚硫酸氢盐)对中枢神经元钾通道的影响及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)相应的保护作用。方法:采用全细胞膜片钳技术研究了SMB对大鼠海马CA1区神经元瞬间外向钾电流(IA)和延迟整流钾电流(IK)的影响。结果:①焦亚硫酸钠可增大全细胞IA和IK,且具剂量依赖性和电压依赖性,使IA和IK增大50%的剂量分别为15.8μmol/L和11.5μmol/L;②10μmol/L的SMB均可显著影响IA和IK的激活过程,给药前后IA的半数激活电压分别为(-12.6±1.6)mV和(-7.0±1.3)mV(n=8,P<0.01),IK的半数激活电压分别为(10.8±0.9)mV和(21.6±0.7)mV(n=8,P<0.01),但不改变其斜率因子;③10μmol/L的SMB还非常显著地影响IA的失活过程,给药前后其半数失活电压分别为(-97.0±1.1)mV和(-84.4±3.3)mV(n=8,P<0.01),但也不改变其斜率因子;④抗氧化酶SOD(1×106U/L)、CAT(2×106U/L)及GPx(105U/L)均可使SMB(10μmol/L)增大的IA和IK部分恢复。结论:SMB可显著增大IA和IK,抑制IA和IK的激活过程及IA的失活过程,从而导致胞内K+的外流增加,使胞内K+浓度降低,从而对中枢神经元功能产生不利影响。

焦亚硫酸钠对大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响

目的:探讨SO2及其体内衍生物(亚硫酸盐和亚硫酸氢盐)对中枢神经元钠通道的影响。方法:采用全细胞膜片钳技术研究了焦亚硫酸钠(SMB)对大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)相应的保护作用。结果:①焦亚硫酸钠可剂量依赖性地增大全细胞钠电流,剂量为2μmol/L和20μmol/L时,钠电流分别增大(22.36±3.28)%和(65.05±5.75)%(n=10)。②10μmol/L的焦亚硫酸钠不影响钠电流的激活过程,却非常显著地影响其失活过程,使失活曲线显著右移,作用前后的半数失活电压分别为(-82.38±0.54)mV和(-69.39±0.41)mV(n=10,P<0.01),但失活曲线的斜率因子未见改变。③SOD(1×106U/L)、CAT(2×106U/L)及GPx(1×104U/L)均可使SMB(10μmol/L)增大的钠电流部分恢复。结论:SMB增大钠电流并抑制其失活过程,从而影响神经细胞的兴奋性,这一效应可能与硫中心或氧中心自由基的损伤作用有关。

JAK2/STAT5通路在胰岛对妊娠适应中的作用

目的探讨妊娠中晚期SD大鼠胰岛功能增强的机制。方法以妊娠15 d的SD大鼠(实验组,n=24)和同批次未妊娠的雌性SD大鼠(对照组,n=24)作为实验对象。通过原位灌注胰岛分离的方法获得单个胰岛,用胰酶消化胰岛,形成单个细胞,原代分离的胰岛加入含5.6 mmol/L葡萄糖和15%FBS的DMEM培养基终止消化,用含2.8 mmol/L葡萄糖(对照)或5.6 mmol/L葡萄糖的KRB缓冲液培养1 h,利用全细胞膜片钳记录B细胞膜电压依赖型钾通道(Kv)电流。采用Real-Time PCR技术测定胰岛JAK2/STAT5通路的关键分子催乳素受体(PRLR)、Janus蛋白酪氨酸激酶(JAK2)、信号转导和转录激活子5(STAT5A和STAT5B)、葡萄糖代谢的关键分子葡萄糖转运体2(GLUT2)、葡萄糖激酶(GK),以及胰岛素分泌相关的分子ATP敏感性钾通道(KATP)、电压依赖性钙通道(VDCC)mRNA的表达。结果在10～60 mV膜电压条件下,实验组大鼠在5.6 mmol/L葡萄糖刺激下,胰岛单个B细胞细胞膜Kv电流显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组大鼠胰岛组织PRLR、JAK2、STAT5A、STAT5B、GLUT2、VDCC、KATPmRNA的相对表达量上调,分别为对照组的2.50、1.84、1.54、2.45、1.41、1.68、1.55倍(P<0.05或P<0.01),两组大鼠胰岛组织GK mRNA的相对表达量比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论妊娠中晚期SD大鼠胰岛功能增强可能与催乳素促进JAK2/STAT5通路、葡萄糖代谢及胰岛素分泌相关分子的表达有关,为糖尿病的治疗提供了新的思路。

三氯化铝对大鼠海马CA1区锥体细胞钠电流的影响

目的 为了进一步明确铝及含铝化合物对神经系统的损伤及其作用机制。方法 采用全细胞膜片钳技术研究三氯化铝 (AlCl3)对急性分离的大鼠海马CA1区神经元钠通道的影响。结果 AlCl3对钠电流有明显的抑制作用 ,且呈浓度依赖性 ,10 0 0μmol·L- 1AlCl3给药前后钠电流激活曲线Vh 分别为- (5 1.3± 6 .0 )mV和 - (4 7.5± 5 .4 )mV (P <0 .0 5 ) ,k值分别为 - (8.1± 2 .3)mV和 - (8.6± 3.2 )mV(P >0 .0 5 ) ,给药前后钠电流失活曲线Vh 分别为- (6 7.4± 5 .5 )mV和 - (71.4± 4 .4 )mV(P <0 .0 5 ) ,k值分别为 (6 .1± 1.1)mV和 (6 .8± 1.2 )mV (P >0 .0 5 )。结论 AlCl3对大鼠海马CA1区神经元钠通道有抑制作用 。

过氧化氢对大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响

目的与方法 :采用全细胞膜片钳技术研究过氧化氢 (H2 O2 )对急性分离的大鼠海马CA1区神经元钠电流的影响。结果 :①过氧化氢可剂量依赖地增大钠电流 ,剂量为 10 μmol/L和 10 0 μmol/L时 ,钠电流分别增大 (4 8 0± 4 2 ) %和 (88 2± 5 1) % (n =10 )。② 10 μmol/L的H2 O2 不影响钠电流的激活过程 ,却非常显著地影响其失活过程 ,作用前后的半数失活电压分别为 (- 6 4 5 8± 1 2 2 )mV和 (- 5 3 5 5± 0 94 )mV(n =10 ,P <0 0 1) ,但不改变失活曲线的斜率因子。结论 :H2 O2 作为体内氧化代谢产物可能与一些神经系统疾病的发生有关。

白藜芦醇对原代大鼠胰岛葡萄糖刺激的胰岛素分泌的影响

分离SD大鼠胰岛接种于24孔板中,用不同浓度的葡萄糖和白藜芦醇分别培养1 h或24 h,结果表明白藜芦醇孵育大鼠胰岛1 h可呈剂苗依赖地抑制大鼠高糖刺激的胰岛素分泌,1、10和100 μmol/L白藜芦醇可以分别使胰岛素的分泌降低10%、35%（P〈0.05）和80%（P〈0.01）.显微离子成像技术爪10μmol/L的白藜芦醇可以使高糖引起的β细胞内Ca^2＋浓度的升高减少60%（P〈0.05）.白藜芦醇可使软脂酸孵育24 h大鼠胰岛的胰岛素分泌恢复到对照组的75%（P〈0.01）,提示白藜芦醇短期可通过调控细胞内的Ca^2＋浓度,而抑制原代胰岛高精刺激的胰岛素分泌,长期可改善软脂酸引起的β细胞损伤.

AGK-2对大鼠原代胰岛葡萄糖刺激的胰岛素分泌的影响

目的观察Sirt2特异性抑制剂AGK-2对大鼠胰岛葡萄糖刺激的胰岛素分泌的影响，并探讨其可能机制。方法用免疫组化和免疫细胞化学技术观察Sirt2在胰腺组织、单个胰岛β细胞的表达情况：将分离的大鼠胰岛置于24孔培养板培养，分别在2．8和16．7mmoL／L葡萄糖条件下加AGK-2处理1h后．收集上清，检测胰岛素浓度；抽提蛋白，以Western印迹法检测α-tubulin乙酰化水平；用离子成像技术检测单个胰岛B细胞钙离子浓度的变化。结果免疫组化结果显示，在胰腺中Sirt2主要表达在β细胞胞浆中：Sirt2的特异性抑制剂AGK-2对基础胰岛素分泌无显著影响，但使16．7mmol／L葡萄糖刺激的胰岛素分泌降低，呈剂量依赖性，5μmol／LAGK-2能使胰岛素分泌降低75％；离子成像技术结果显示，AGK-2显著抑制高糖引起的钙离子浓度增加。结论Sirt2抑制剂AGK-2可能通过抑制高糖刺激的β细胞钙离子浓度的增加降低胰岛素分泌。