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1.成年大鼠海马CA1锥体细胞BKCa通道的特性 在海马,大电导Ca2+激活K+通道(BKCa通道)由动作电位上升相所进入的Ca2+和膜去极化所激活,它介导了动作电位复极化和快后超极化电位(fAHP)的产生,且在调节静息状态时神经元兴奋性中也具有重要作用。近年来,有关海马神经元BKCa通道的研究主要是用膜片钳技术在培养的或新生的神经元上进行的。然而,大部分有关海马神经元BKCa通道在动作电位复极化和fAHP中的作用的研究则主要是在成年脑片或在体上进行的。到目前为止,对成年海马神经元BKCa通道的特性还知之甚少,因此本实验应用膜片钳内面向外式研究了成年大鼠海马CA1锥体细胞BKCa通道的特性。当[Ca2+]i=0.01μM时开始观察到BKCa通道的活动,使BKCa通道激活一半(Po=0.5)的[Ca2+]i浓度为2μM。当膜片两侧K+相等时(140mM),BKCa通道的电导约为245pS;[Ca2+]i为2μM时,膜电位每变化17mV时Po呈e倍增加。二级指数可较好地描述BKCa通道的开放时间(时间常数为2.07ms和14.36ms),表明BKCa通道存在两种不同的开放时间状态。另外,BKCa通道偶尔还出现低电导开放状态,其单通道电流约为正常情况下单通道电流幅度的45%。成年大鼠海马CA1锥体细胞BKCa通道的大电导、高[Ca2+]i敏感性可能是CA1锥体细胞成熟后动作电位时程变短的机制之一。2.成年大鼠海马CAI锥体细胞BKh通道的调控 门)磷酸化作用对 BKC。通道的调控 尽管有关磷酸化。去磷酸化作用对BKC。通道的调控己在大脑皮层神经元、垂体前叶神经终木、嗅球神经元进行过研究,然而目前尚无其对海马神经元BKC。通道调节的有关报道。而海马在学习记忆等许多脑的高级功能中发挥重要作用,并且又是缺血性脑损伤等神经退化性疾病的易感脑区。因而,本研究将磷酸化、去磷酸化对BKC。通道的调控作用扩展到海马 CA锥体细胞。通过向膜片的胞浆面加入 0.5 mM的 ATP及 PKA和 PKC的抑制剂,我们观察了磷酸化、去磷酸化作用对 BKC。通道活动的影响并对可能参与的蛋白激酶进行了定性分析。结果如下:(l)在不同的钳制电压下0.5 mM ATP对BKC。通道的活动均有增强作用,表明 ATP对BKC。通道活动的增强作用不呈现电压依赖性。而ATP对BKC。通道电导无明显影响。门)先加入蛋白激酶A特异性抑制剂1 卜M付89,然后再加入AT P,结果显示此时AT P对**c。通道活动的增强作用被消除;先加入ATP,然后再加入H-89,结果发现H-89能翻转ATP对BKC。通道活动的增强作用。而无论先或后加入蛋白激酶 C抑制剂 in M Chele,ATP增强 BKC。通道活动的作用均不受明显影响。(3)ATP能增加通道的开放频率但不影响通道开放时间与关闭时间,表明AT P可能是通过增加通道的开放频率而使开放概率增加的沾果表明海马CA锥体细胞BKC。通道活动能被一与其相连。具有功能活性的蛋白激酶A样的蛋白质调控。 ’(2)氧化还原作用对BKC。通道的调控 包括BKC。通道在内的许多离子通道的功能都能够被细胞内和细胞外的许多因素所调节,也正是这些因素对离子通道的调控使神经细胞膜兴奋性具有极大的可塑性。目前虽然己对离子通道的一些调节机制如蛋白磷酸化等进行了大量的研究,但最近发现氧化还原作用也是调节离子通道功能的一个重要因素。迄今为止,氧化还原作用对BKC。通道的影响己在多种其它类型细胞进行过研究。然而到目前为止,氧化还原作用对中枢神经元BKc。通道的调节却鲜有报道。 因此,本研究观察了氧化剂(DTNB)和还原剂(DTT)对成年大鼠 3海马CAI锥体细胞上BKc。通道的影响。胞浆面给予lmM DTNB可显著增强BKh通道的活动,这种增强作用在沈脱DTNB后依然持续存在。而还原剂DTT对BKC。通道活动没有明显的影响但可逆转DTNB的增强作用。通道动力学分析显示,DTNB引起BKC。通道活动增强是由于缩短关闭时间和延长开放时间,而BKC。通道的开放频率不受影响。本实验结果表明:正常生理条件下成年海马CAI锥体细胞BKC。通道呈还原状态,细胞内氧化还原作用可以调节其活动。3.脑缺血后大鼠海马CAI锥体细胞BK山通道活动的变化及其机制 海马 CA的锥体细胞对缺血损伤特别敏感,在短暂全脑缺血后锥体细胞呈现延迟性死亡。虽然至今对缺血性脑损伤机制己进行了大量的研究,但到目前为1上,对神经元的这种延迟性死亡机制仍不很清楚。最近,运用在体和离体细胞内记录技术,己发现脑缺血后CAI锥体细胞的自发放电频率持续下降,兴奋性持续降低,而CA3和齿状口细胞仅呈一过性变化。提示神经元兴奋性降低可能是触发迟发性神经元死亡的一个重要因素,其机制可能与义通道的功能活动增强有关。确有研究报道,缺血后CAI神经元中山BKC。通道介导的fAHP幅度持续增大。然而,对缺血后 CA 神经元兴奋性降低以及 fAHP增大的有关机制目前还了解甚少