作用于电压门控Na^+通道的海洋生物毒素

电压门控Na+通道是神经、肌肉和心脏产生和传递快速电信号的基础。在海洋生态系统中,有许多毒素通过与电压门控Na+通道相互作用,从而产生一系列的药理作用和毒理效应。此文综合介绍了作用于电压门控Na+通道的代表性海洋生物毒素。

电压-门控Na^+通道基因突变与癫痫

电压-门控Na+通道和癫痫的关系十分密切,许多癫痫综合征的发生已被证明是由Na+通道基因突变引起,且编码α和/或β亚单位的基因发生突变均可以引起癫痫。基因突变后产生的异常Na+通道蛋白引起癫痫的发病机制仍不明确。基因和细胞治疗为治疗离子通道基因突变引起的癫痫提供了新的思路。

MiR-21-5p通过下调电压门控钾离子通道Kv1.1表达减轻大鼠三叉神经痛

目的:三叉神经痛(trigeminal neuralgia,TN)是一种临床上常见的神经病理性疼痛。电压门控性钾通道(voltage-gated potassium channel,Kv)已被证实参与TN的发生、发展,但具体机制仍不明确。微RNA(microRNA,miR)可通过调节三叉神经节(trigeminal ganglion,TG)上Kv通道的表达及神经元兴奋性,参与神经病理性疼痛。本研究旨在探索TN模型中TG上Kv1.1和miR-21-5p的关系,评估miR-21-5p是否对Kv1.1有调控作用,为TN的治疗提供新的靶点。方法:将48只SD大鼠随机分为6组:1)假手术组(sham组,n=12),大鼠仅在术侧切口缝合,不结扎神经;2)Sham+agomir NC组(n=6),sham大鼠通过脑立体定位注射方法于术侧TG微量注射agomir NC;3)Sham+miR-21-5p agomir组(n=6),sham大鼠通过脑立体定位注射方法于术侧TG微量注射miR-21-5p agomir;4)TN组(n=12),采用铬肠线慢性缩窄性眶下远端神经损伤(chronic constriction injury of the distal infraorbital nerve,dIoN-CCI)法构建TN大鼠模型;5)TN+antagomir NC组(n=6),TN大鼠通过脑立体定位注射方法于术侧TG微量注射antagomir NC;6)TN+miR-21-5p antagomir组(n=6),TN大鼠通过脑立体定位注射方法于术侧TG微量注射miR-21-5p antagomir。检测术后各组大鼠面部机械痛阈变化。采用蛋白质印迹法和实时反转录聚合酶链反应检测术后大鼠术侧TG中Kv1.1和miR-21-5p的表达情况。利用双荧光素酶报告基因确定Kv1.1和miR-21-5p是否存在靶标关系,即miR-21-5p是否可以直接影响KCNA1的3'端非翻译区(3'-untranslated region,3'-UTR)。通过免疫荧光法测定,对脑立体定位注射的效果进行评价,随后分别将miR-21-5p的类似物(agomir)和agomir NC通过脑立体定位仪注射至sham组大鼠TG内,使miR-21-5p过表达;向TN组大鼠TG内分别注射miR-21-5p的抑制剂(antagomir)和antagomir NC,抑制miR-21-5p表达。观察给药前后大鼠行为学变化,检测干预后大鼠TG内miR-21-5p和Kv1.1表达的变化。结果:与基础痛阈值相比,TN组大鼠在术后第5至15天,面部机械痛阈值显著降低(P<0.05),sham组大鼠面部机械痛阈值稳定在正常水平,证明dIoN-CCI模型构建成功。与sham组相比,TN组TG中Kv1.1 mRNA和蛋白质表达均下调(均P<0.05),miR-21-5p的表达上调(P<0.05)。双荧光素酶报告结果显示:与转染mimic NC和野生型KCNA1(KCNA1 WT)组相比,共转染6 nmol/L或20 nmol/L的rno-miR-21-5p mimics的KCNA1 WT组的荧光素酶活性显著降低(P<0.001);与6 nmol/L rno-miR-21-5p mimics共转染组相比,较大剂量(20 nmol/L)的rno-miR-21-5p mimics共转染组的荧光素酶相对活性显著降低(P<0.001)。免疫荧光法结果显示通过脑立体定位可以将药物准确注入TG。TN组抑制miR-21-5p表达后,大鼠面部机械痛阈升高,TG中Kv1.1 mRNA及蛋白质的表达水平升高;sham组过表达miR-21-5p后,大鼠面部机械痛阈降低,TG中Kv1.1 mRNA及蛋白质的表达降低。结论:Kv1.1和miR-21-5p均参与TN的发生、发展,miR-21-5p可以通过结合KCNA13'-UTR来调控Kv1.1的表达,进而影响TN。

白细胞介素-1β对脊髓背角神经元电压门控Na^+通道的调控

目的探讨白细胞介素-1β(interleuk in-1β,IL-1β)对急性分离的大鼠脊髓背角神经元电压门控Na+通道调控的电生理机制。方法采用标准全细胞膜片钳技术记录IL-1β对急性分离的大鼠脊髓背角神经元电压门控Na+电流的变化。结果①IL-1β可逆性抑制Na+电流,并呈IL-1β浓度依赖性;IL-1的受体拮抗剂阻断此种作用;②IL-1β能够轻度改变峰电流的I-V曲线,并在最大激活电流区间延缓电流开放的速度;③IL-1β加快电流失活;④IL-1β降低Na+电流复活,尤其在复活的早期作用显著;⑤GDP可促进IL-1β对Na+电流的抑制作用。结论IL-1β通过IL-1R/G蛋白/Na+通道途径调节Na+通道的活性,通过延缓通道开放和复活,加速其失活,使得通道开放时间缩短,构成对Na+电流的抑制,导致Na+内流减少。这可能就是IL-1β神经保护作用的电生理学机制。

电压门控Na^+通道亚型及其功能——新的研究热点

依靠现代分子生物学技术及电生理的记录，探讨各种Ｎａ＋通道亚型在中枢与周边神经系统以及一些非兴奋性组织细胞中的分布、表达、突变及其对信息调控的功能特征，已成为当今神经生物学等学科发展中的一个研究新热点。本文将侧重对有关哺乳动物Ｎａ＋通道亚型的分类、在不同组织细胞中的分布及其表达调控的功能机制等一些研究进展做一简要的回眸。

环黄芪醇对电压门控钠离子通道的作用研究

探讨环黄芪醇治疗神经病理性疼痛的分子机制。方法 将环黄芪醇或对照溶剂作用于原代培养的大鼠DRG神经元并进行全细胞膜片钳记录,以直接观察环黄芪醇对NaV通道功能的影响。包括比较环黄芪醇组与对照组电流-电压(IV)曲线、峰电流密度大小、激活/失活曲线特征。通过电压方案筛选出TTX敏感型NaV电流,探究环黄芪醇对TTX敏感型和不敏感型NaV通道的选择性抑制作用。结果 环黄芪醇显著抑制了DRG神经元NaV的电流密度,差异有统计学意义(P<0.05)。环黄芪醇并未改变DRG神经元NaV通道的激活、失活特性。环黄芪醇可能具有选择性抑制TTX不敏感型NaV通道的作用。结论 环黄芪醇能够显著抑制DRG神经元NaV通道的电流密度,该发现能够阐明环黄芪醇镇痛作用的潜在分子机制,为环黄芪醇作为镇痛药物的临床转化提供理论依据。

电压门控钠离子通道表达对宫颈癌细胞增殖侵袭转移作用的研究

目的:探讨电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channels,VGSCs)在宫颈癌细胞中的表达、分布及其对该细胞增殖、侵袭能力的影响。方法:用Western blot了解VGSCs在不同宫颈癌细胞株中表达水平,采用免疫荧光检测VGSCs蛋白在细胞中的定位。分别用MTT法和Matrigel法检测VGSCs对宫颈癌细胞的增生和侵袭作用。以半定量RT-PCR和RNAi方法确认宫颈癌细胞中VGSC表达亚型及其功能。结果:在检测的4种宫颈癌细胞株中,ME180细胞表达较高水平VGSCs蛋白,其存在于细胞膜和细胞质中。VGSCs抑制剂-河豚毒素(TTX)对ME180细胞增生无影响(P>0.05),但呈浓度依赖性抑制细胞的Matrigel侵袭(P<0.05)。在ME180细胞中检测到Nav 1.2、Nav 1.6和Nav 1.7三种VGSCs亚型,其中Nav 1.6 mRNA占总mRNA的78%,RNAi抑制Nav 1.6mRNA表达后可降低细胞侵袭达52%(P<0.05)。结论:VCSCs在宫颈癌ME180细胞株高表达,Nav 1.6为其主要表达亚型,增加了体外癌细胞的侵袭转移。

培养的新生大鼠交感神经元膜电学性质及电压门控通道的膜片箝研究

在培养的新生大鼠颈上神经节交感神经元标本上，用全细胞电流箝及电压箝技术观察记录了交感神经元膜电学参数及电压门控性通道电流。用全细胞电流箝测得下列平均值：静息电位，－５１±６ｍＶ；输入阻抗，１４３２±３８９ＭΩ；时间常数，１３０±３２ｍｓ；动作电位幅度，９６±１０ｍＶ，超射值，４２±６ｍＶ。培养早期即可记录到自发或诱发的动作电位，大多数动作电位后跟随快或慢的后超极化电位。在电压箝状态下可分别记录到电压门控钠、钾、钙通道电流。钾电流以延迟整流型为主，钙电流只有高电压激活，缓慢失活的Ｌ或Ｎ型，未能记录到低电压激活，快速失活的Ｔ型钙电流。

电压门控钠通道SCN5A/Nav1.5在卵巢癌中的表达及意义

目的:电压门控钠通道(voltage-gated sodium channels,VGSCs)与多种恶性肿瘤的转移过程密切相关。本研究探索VGSCs亚型SCN5A/Nav1.5在人卵巢癌中功能性表达的意义及其对卵巢癌细胞体外转移能力的影响。方法:通过SBFI荧光探针、免疫荧光、实时荧光定量PCR(real-time fluorogentic quantitative PCR,RFQ-PCR)、Western印迹、免疫组织化学、CCK-8Kit和Transwell小室法,分别检测卵巢癌SKOV-3细胞中Na+的分布、SCN5A/Nav1.5在分子和蛋白水平的表达及其与卵巢癌细胞体外迁移和侵袭能力的相关性。结果:在卵巢癌细胞SKOV-3和上皮性卵巢癌组织中存在SCN5A/Nav1.5的异常表达,30μmol/L河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)能分别抑制SKOV-3细胞内Na+浓度、细胞体外迁移和侵袭力的(41.51±0.41)%、(33.80±1.6)%和(43.60±2.9)%,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:电压门控钠通道SCN5A/Nav1.5参与卵巢癌细胞的体外转移过程,并在卵巢癌的发生发展过程中起重要的作用,有可能成为卵巢癌治疗的靶标。

电压门控钠离子通道与癫痫

电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channels,VGSCs)在动作电位产生和传导中至关重要。近年来研究发现,VGSCs与癫痫发病机制有着密切关系,许多癫痫综合征的发生已被证明是由VGSCs相关突变引起,且VGSCs的两种亚基(α和β)的相关基因发生突变均可以引起癫痫发作。其中与癫痫相关的α亚基主要有Nav1.1,Nav1.2,Nav1.3,Nav1.6,Nav1.7以及Na等几种亚型。本文就电压门控钠离子通道相关基因突变致癫痫的研究进展进行综述,旨在提高对癫痫的认识。

慢性间歇性低氧降低急性缺氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞膜上电压门控性钾通道的抑制

为了从离子通道水平上探讨机体低氧适应的离子机制,本实验将雄性 SD 大鼠随机分为常氧对照组和慢性间歇性低氧组[氧浓度(10 ± 0.5) %, 间断缺氧每天 8 h]。用酶解法急性分离单个大鼠肺内动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smoothmuscle cells, PASMCs),以全细胞膜片钳技术记录 PASMCs 膜上的电压门控性钾通道 (voltage-gated potassium channel, KV) 电流,观察急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠 PASMCs 的 KV 的影响, 为机体适应低氧能力提供实验依据。结果显示:⑴常氧对照组在电流钳下,急性缺氧可使膜电位明显去极化(由-47.2 ±2.6 mV 去极到 -26.7 ±1.2 mV ); 在电压钳下, 急性缺氧可显著抑制 KV电流(+60 mV 时, KV电流密度从 153.4 ± 9.5 pA/pF降到 70.1 ± 10.6 pA/pF), 峰电流的抑制率为(57.6 ± 3.3) %, 电流-电压关系曲线向右下移。⑵慢性间歇性低氧组KV电流密度随低氧时间延长而逐渐减少(慢性低氧10 d后就有显著性意义),电流- 电压关系曲线逐渐右下移。⑶急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠PASMCs KV电流的抑制作用随慢性间歇性低氧时间延长而逐渐减弱。上述观察结果提示慢性间歇性低氧减弱急性缺氧对 KV 的抑制, 这可能是机体低氧适应的一种重要机制。

表皮生长因子促进电压门控钠通道Nav1.5表达及人乳腺癌细胞的侵袭

目的探讨表皮生长因子(EGF)是否调节乳腺癌MDA-MB-231细胞电压门控钠通道(VGSC)Nav1.5亚型基因的表达及其可能的信号分子传导途径。方法用Matrigel侵袭、免疫荧光定位、实时荧光定量RT-PCR(RFQ-PCR)和Western blot等方法,分别检测或探讨EGFR和Nav1.5蛋白在细胞中的表达和定位、EGF和Nav1.5对细胞侵袭的作用、EGF对Nav1.5 mRNA和蛋白水平的影响以及PI3K在EGF增加侵袭中的作用。结果 MDA-MB-231细胞高表达EGF受体和Nav1.5蛋白,EGF增加细胞的侵袭达51.0%±2.6%,VGSC抑制剂Tetrodotoxin(TTX)10μmol/L阻滞EGF诱导的细胞侵袭(P<0.05);EGF增加Nav1.5 mRNA水平为(128±4)倍(P<0.05),Nav1.5蛋白水平有39%±4%上升(P<0.05)。PI3K抑制剂Wortmannin抑制EGF诱导的Nav1.5 mRNA和蛋白水平的增加,亦抑制EGF诱导的细胞侵袭。结论 EGF上调乳腺癌MDA-MB-231细胞VGSC Nav1.5亚型mRNA和蛋白的表达,促使乳腺癌细胞的侵袭,PI3K参与EGF诱导的Nav1.5的表达和细胞的侵袭。

电压门控钠通道亚单位在大鼠肠易激综合征模型中变化的研究

背景:电压门控钠通道(VGSC)在神经元动作电位的产生和传递中起着极为重要的作用。近年来它与内脏高敏感性的关系越来越受到重视。目的:探讨VGSC亚单位的变化与大鼠肠易激综合征(IBS)内脏高敏感性之间的关系。方法:以新生大鼠直肠内气囊扩张制作IBS的动物模型,在其成年后取L6-S2脊髓背根神经节,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)半定量法对背根神经节细胞表面VGSCNav1.1、Nav1.6、Nav1.7、Nav1.8和Nav1.9五种α亚单位mRNA的含量进行检测,并以原位杂交的方法对Nav1.8的表达进一步加以确认;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法对大鼠肠道组织神经生长因子(NGF)的含量进行检测。结果:背根神经节细胞表面α亚单位Nav1.8mRNA的表达增加,而Nav1.1、Nav1.6、Nav1.7和Nav1.9的表达没有改变,原位杂交定性分析也证实造模组Nav1.8含量增加;造模组肠道组织NGF的含量显著高于对照组。结论:新生大鼠直肠内气囊扩张使其脊髓背根神经节细胞Nav1.8mRNA的表达增加,而其他几种常见α亚单位的含量均未发生改变。这种变化可能与肠道组织NGF表达的增加有关。

云南血竭及血竭素对三叉神经节细胞电压门控性钠通道电流的影响

目的 :探讨云南血竭及其提纯物血竭素高氯酸盐对三叉神经节细胞电压门控性钠通道电流的影响 .材料与方法 :在急性分离的 TRG细胞膜上 ,阻断电压门控性钙通道和钾通道 ,在 - 70 m V的钳制电位下 ,从 - 6 0 m V起 ,给予 10 m V步幅递增、80 ms步宽的去极化脉冲刺激 ,进行全细胞膜片钳记录 .观察不同浓度的云南血竭及其提纯物血竭素高氯酸盐对 TRG细胞电压门控性钠通道电流的影响 .结果 :各种浓度的云南血竭均显著抑制 TRG细胞膜上电压门控性钠通道电流 ,并呈浓度依赖性 ,而血竭素高氯酸盐无此效应 .结论 :除了因消炎而止痛外 ,云南血竭尚可能通过直接干预 TRG细胞的痛觉信息传入而发挥其镇痛作用 ,其有效作用成分有待进一步探讨 .

P2受体介导对大鼠三叉神经节神经元电压门控性钙离子通道的作用

目的应用全细胞膜片钳研究P2受体介导对大鼠的三叉神经节(TG)神经元上电压门控性钙离子通道(VGCC)的作用。方法急性分离大鼠TG神经元细胞,通过全细胞膜片钳记录电压门控性钙离子通道电流,分别灌流腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)及P2X、P2Y受体的激动剂,观察其对VGCC电流的作用。结果 ATP对大鼠TG神经元细胞的VGCC电流有可逆的抑制作用(P<0.05),P2X受体激动剂αβ-meATP能够显著抑制TG神经元的VGCC电流(P<0.05),而P2Y受体激动剂2-MeSADP对VGCC电流无明显作用。结论 P2受体介导对大鼠的TG神经元上VGCC电流有抑制作用。

L-电压门控钙通道在糖尿病大鼠局灶性脑缺血中的变化及意义

目的:检测单纯局灶性脑缺血和糖尿病局灶性脑缺血大鼠不同时间L-电压门控钙通道电流的变化,通过比较探讨其在糖尿病局灶性脑缺血中的意义。方法:应用高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)制备糖尿病大鼠模型,线栓法制备单纯局灶性脑缺血模型及糖尿病大鼠局灶性脑缺血模型,根据缺血不同时间分为正常假手术组、单纯脑缺血1 h、3 h、6 h、24 h;糖尿病假手术组、糖尿病脑缺血1 h、3 h、6 h、24 h共计10组。对单纯缺血24 h及糖尿病局灶性脑缺血24 h大鼠进行神经功能评分;应用全细胞膜片钳技术检测各组缺血周围皮层神经元细胞上电压门控钙通道电流的变化。结果:糖尿病组大鼠术后清醒较晚,肢体偏瘫程度重于单纯缺血组(P<0.05);随着缺血时间的延长,单纯局灶性脑缺血及糖尿病局灶性脑缺血各组L-电压门控钙通道电流呈逐渐增大趋势(P<0.05),其中糖尿病局灶性脑缺血各组电压门控钙通道电流分别高于单纯局灶性脑缺血各组(P<0.05)。结论:与正常大鼠局灶性脑缺血相比,糖尿病大鼠局灶性脑缺血加重的原因可能与膜上钙通道开放电流增大导致的细胞内钙超载有关。

吗啡对培养的尾核神经元电压门控性钙通道的影响

目的 探讨尾核神经元在吗啡镇痛中的离子机制。方法 采用膜片钳全细胞记录模式观察了 2 2例尾核神经元电压门控性钙通道在吗啡给药前后的电流变化。结果 观测的 2 2例细胞中 ,9例 (40 9% )细胞加入吗啡后 ,ICa由 1 1 85 .43pA± 1 84 2pA增加到 1 4 2 4 .8pA± 2 59.5pA ,与给药前相比增加了 2 0 .2 1 % ,其差异经配对t检验 ,具有显著性意义 (P <0 .0 5)。 7例 (31 8% )细胞加入吗啡后 ,ICa由 1 350 3pA± 2 0 3 .7pA减少到 1 0 50 6pA± 1 79.6pA ,降低 2 2 .2 % ,其差异具有显著性意义 (P <0 .0 5)。吗啡作用可被纳洛酮翻转。 6例细胞 (2 7.2 % )未观察到明显改变。结论 吗啡不仅可在整体情况下 ,经不同核团神经元之间的联系对尾核神经元的电活动进行调节 ,同时 。

水杨酸钠抑制大鼠螺旋神经节神经元电压门控钠通道的研究

目的:研究大鼠螺旋神经节神经元电压门控钠通道在水杨酸钠致听力下降过程中所起的作用。方法:采用全细胞记录膜片钳技术研究水杨酸钠对急性分离大鼠螺旋神经节神经元电压门控钠通道的影响。结果:水杨酸钠(10～1000μmol/L)作用于大鼠螺旋神经节神经元电压门控钠通道后,钠电流(INa)的电流幅度随着浓度的增加而减小,该作用具有可逆性。水杨酸钠不改变INa的电压门控特性和稳态激活曲线。结论:水杨酸钠对大鼠螺旋神经节神经元INa具有可逆性抑制作用,但不改变钠通道激活的电压依赖特性,这可能与水杨酸钠致听力下降有关。

循经取穴针刺对心肌缺血大鼠电压门控氯通道相关基因表达的影响

目的:对比观察电针对心肌缺血大鼠氯离子通道相关基因表达的影响,探讨循经取穴针刺治疗心肌缺血的作用机制。方法:70只雄性SD大鼠随机分为空白组10只,模型组、内关穴组、列缺穴组及非经非穴组各15只。采用皮下异丙肾上腺素注射复制心肌缺血模型。电针治疗组每日治疗1次,每次20 min。针刺干预7 d后,采用Western Blot法和Real-time PCR法检测蛋白激酶C(PKC)、蛋白激酶G(PKG)以及电压门控氯离子通道相关基因(Cl C-2、Cl C-3)的表达。结果:与空白组比较,模型组大鼠心肌PKC、PKG、Cl C-2、Cl C-3升高(P<0.05);与模型组比较,各组大鼠心肌组织PKC、PKG、Cl C-2、Cl C-3表达量均显著降低(P<0.05);与内关组比较,列缺组与非经非穴组上述基因表达水平的差异有统计学意义(P<0.05)。结论:各组PKC、PKG、Cl C-2、Cl C-3的表达差异反映了心肌缺血氯通道的响应特性,提示内关穴对心肌缺血保护作用的循经特异性效应。