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作者：

陈凌

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摘要：

视网膜神经节细胞上存在多种离子通道,本工作鉴定了大鼠视网膜神经节细胞上的内向整流钾通道(Kir)和超极化激活的h通道(I_h);同时研究了多巴胺(DA)对Ih电流的调制及由此产生的对神经节细胞电学特性的影响. Kir对神经信号传导和膜的兴奋性有重要意义.我们首次运用荧光双标免疫组织化学方法和全细胞记录相结合的方法,标记,记录并鉴定了大鼠神经节细胞上的Kir通道.免疫组化的结果显示,多种Kir通道亚基(Kir1.1,2.1,2.3,3.1,3.2,3.3)在神经节细胞上有表达,但其亚细胞分布各有不同.Kir1.1主要在神经节细胞的轴突上表达.Kir2.1和Kir2.3在神经节细胞的胞体上都有表达,进一步的双标结果显示,这两种亚基的染色主要存在细胞核内.G蛋白耦联内向整流钾通道(GIRK)的两个亚基Kir3.1和Kir3.2也在神经节细胞胞体上表达,其中Kir3.2在胞膜上有较强的表达,而Kir3.1的染色主要集中在胞体内内质网状结构.在神经节细胞没有检测到Kir4.1和Kir4.2亚基的免疫阳性反应. 我们应用全细胞记录的方法,在分离的神经节细胞上记录到了由Kir介导的内向电流.此电流具有内向整流的特性,可以在10毫秒内快速激活,同时不显示失活.低浓度(300μM)的Ba~(2+)可显著地压抑此电流.电极内加入GDP_βS和GTP_γS分别减小和增大此Kir电流,说明此电流主要由GIRK介导.我们的实验结果进一步显示,GABA_B受体的激动剂baclofen显著地增大GIRK电流,同时此增大的电流成分可被Ba~(2+)压抑,表明神经节细胞上的GIRK通道可以通过G蛋白与GABA_B受体耦联.Kir电流的这些特性提示,此通道可能参与稳定神经节细胞膜电位和整合突触输入信号的过程. 我们的工作进一步表明,I_h在DA对神经节细胞电学特性的影响中起着重要的作用.在脊椎动物视网膜中,DA是重要的神经递质或神经调质.在暗适应的视网膜薄片标本上,我们观察到,DA(5μM)降低大鼠神经节细胞的兴奋性,同时伴随着静息膜电位的小幅去极化和膜输入电阻的减小.D1类受体激动剂SKF38393(5-10μM)可模拟DA对膜电位,膜电阻和兴奋性的作用,而D2类受体激动剂quinpirole(10μM)则不能模拟DA的任何一种效应.D1类受体拮抗剂SCH23390(10μM)对DA的上述三种效应有显著的阻断作用.这些结果提示,DA的作用经D1受体(而非D2受体)介导.进而,一种膜通透的cAMP类似物8-Br-cAMP(200μM)可模拟DA的三种效应,而在电极内液中预先加入1μM蛋白激酶A的抑制剂KT5720,可阻断DA的效应.这意味着cAMP和蛋白激酶A可能参与了DA对神经节细胞膜特性和兴奋性的调制. 膜电位去极化和膜输入电阻的减小提示,DA可能影响某种在神经节细胞静息膜电位附近开放的离子通道.同时我们在大部分记录到的神经节细胞中观察到,超极化电流输入引起电压变化出现"内凹"("sag").根据以往的文献报道,超极化电流引起的"sag"是I_h电流开放的特点.DA可以使"sag"变得更显著,提示DA可能影响了神经节细胞上的I_h通道.为了进一步研究DA对I_h电流的作用,我们分离出并初步鉴定了大鼠神经节细胞上的I_h电流,此电流可被ZD7288(20-30μM)特异地阻断.DA可以通过D1类受体增大I_h电流,这种增大作用也是cAMP和蛋白激酶A依赖的.为了检验DA是否通过调制I_h电流而影响神经节细胞的膜特性和兴奋性,我们观察了ZD7288对膜电位,输入电阻和兴奋性的影响.ZD7288(20-30μM)明显地使膜电位超极化,增大输入电阻和提高神经节细胞的兴奋性.同时,在ZD7288存在时DA的上述三种效应明显减小甚至被阻断.所有这些结果提示DA可能通过增大I_h电流改变神经节细胞的膜特性和兴奋性,这一调制过程是cAMP和蛋白激酶A依赖的.

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关键词：

视网膜神经节细胞 免疫组织化学 内向整流钾通道 膜电位 输入电阻 动作电位

DOI：

10.7666/d.y1965417

年份：

2007