爪蟾顶盖神经元的大微抑制性突触后电流(mIPSCs)依赖从钙储池释放的钙?

目的 用影响突触前细胞外钙内流及或细胞内钙储池释放钙的措施,研究大、小微抑制性突触后电流(mIPSCs)的一些特性。方法 采用盲法电压钳全细胞记录技术。结果 ①无钙液中加或不加EGTA(200mmol/L)灌流时,均可逆地使大mIPSCs较正常含钙液灌流时明显增多,小mIPSCs的平均频率明显下降;增加细胞外液钙(4mmol/L)浓度,小mIPSCs的频率增加,大mIPSCs变化不明显。Cd2+ (100μmol/L),仅轻度降低小mIPSCs平均频率至对照组的(87. 3±30. 0)% (n=13)。②carbachol(100μmol/L)使小mIPSCs增加至对照组的315. 63%。然而,无钙液中加carbachol,小mIPSCs不增加。含钙液和无钙液中加carbachol均可使大mIPSCs的比例增加。③Thapsigargin(8μmol/L)可使小mIPSCs的平均频率增加至对照组的(132. 1±27. 4)%。④U73122 (40μmol/L)可使小mIPSCs的平均频率降低至对照组的(74. 7±29. 6)%。⑤Procaine(2mmol/L)及咖啡因(10mmol/L)均可降低小mIPSC的平均频率。较高浓度的兰尼定(30 50μmol/L)也降低小mIPSCs的频率。结论 改变灌流液的钙浓度,小mIPSCs的频率受到明显影响。大mIPSCs的出现或增加主要与钙储池释放Ca2+的机制有关。

细胞外Ca^(2+)对爪蟾脑片神经元微抑制性突触后电流的调制

应用盲法膜片钳全细胞记录技术,以爪蟾视顶盖神经元微抑制性突触后电流(miniature inhibitory postsyn-aptic currents,mIPSCs)为指标,观察了细胞外 Ca^(2+)对爪蟾脑片神经元突触后 mIPSC的调制。结果表明:用细胞外无钙或无钙含乙二醇双乙胺醚-N,N’-四乙酸(EGTA)(200 nmol/L-2mmol/L)溶液灌流,均可使mIPSCs的发放频率降低;非特异性钙离子拮抗剂氯化铬(100μmol/L)也可使mIPSCs的频率降低;内质网钙泵抑制剂thapsigargin (TG)以及内质网ryanodine受体(RyR)激动剂ryanodine均可使mIPSCs频率升高,内质网RyR拮抗剂普鲁卡因则可降低mIPSCs的频率;磷脂酶C抑制剂U73122也可降低mIPSCs的频率,对三磷酸肌醇(inositol,4,5-triphosphate,IP_3)水平有抑制作用的咖啡因亦可显著地降低mIPSCs,甚至完全抑制mIPSCs。从而表明:对突触前神经元及其末梢,细胞外钙离子可通过细胞膜上的钙通道进入细胞内,使细胞内钙浓度升高,突触前神经末梢释放出更多的神经递质,进而可能使突触后mIPSCs的频率增加;突触前细胞内钙储池上的RyR和IP_3R均可介导钙从其中释放,并也可使突触前细胞内的钙离子浓度升高,进而可能使突触后mIPSCs的发放频率增加。

非洲爪蟾顶盖神经元的抑制性微突触后电流频率和振幅的电压依赖性

采用全细胞记录膜片钳技术,研究非洲爪蟾脑片视顶盖神经元微突触后电流(miniature inhibitory postsynaptic current, mIPSC)频率和振幅对电压依赖关系。观察到以下结果:(1)当通过改变记录电极内的DC电流,将神经元的膜电位从静息电位逐步(每步10 mV的增量)去极化或超极化时,mIPSC的频率和/或振幅分别升高或降低。随着膜电位的去极化,mIPSC的频率逐渐升高;当钳位电压升至+10 mV时,mIPSC的频率达到最高值。(2)当神经元去极化时,振幅仅轻微升高。膜电位去极化达到-30 mV或-40 mV时,mIPSC的振幅最大;进一步去极化,振幅反而下降。另外,在膜电位去极化至-20 mV 和+10 mV之间时,可记录到大的mIPSC。(3)在无Ca2+浸浴液中,mIPSC的频率和振幅也随膜电位的去极化而逐步增高,但频率的增高幅度远不如在生理盐水浸浴中增高幅度明显。(4)当浸浴液中[K+]o增高时,mIPSC的频率明显降低,而振幅轻微降低。当细胞外[K+]o浓度升高超过20 mmol/L时,神经元产生明显的缓慢内向或外向膜电流。mIPSC频率和振幅与膜电位存在依赖性的可能机制在文中作了简短的讨论。