大鼠頸上神經(jīng)節(jié)細(xì)胞內(nèi)局部鈣信號(hào)的研究.pdf

1、Ca2+是細(xì)胞內(nèi)一種重要的信號(hào)分子，它在肌肉收縮、突觸傳遞、激素分泌、基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞的存活和死亡等眾多重要的生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。鈣火花作為胞內(nèi)鈣釋放的基本單元在心肌、平滑肌、骨骼肌等肌肉細(xì)胞上研究比較多，而在神經(jīng)細(xì)胞上研究的比較少。頸上神經(jīng)節(jié)是用來研究交感系統(tǒng)和突觸傳遞的一個(gè)很好的標(biāo)本，對(duì)于鈣火花的研究還沒有涉及過。 在本文的研究中，我們利用共聚焦顯微鏡在頸上交感神經(jīng)節(jié)細(xì)胞上探測(cè)神經(jīng)元鈣火花的存在，并分析其特性，比較頸上神

2、經(jīng)節(jié)細(xì)胞與其它類型細(xì)胞鈣火花的異同點(diǎn)。取出生3～7天的SD大鼠頸上神經(jīng)節(jié)細(xì)胞做原代培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)前用Fluo-4-AM熒光探針事先裝載培養(yǎng)了3～10天的細(xì)胞，在Zeiss510倒置共聚焦顯微鏡下，用低濃度的caffeine作為胞內(nèi)鈣庫(kù)的刺激物來誘發(fā)鈣信號(hào)。我們發(fā)現(xiàn)，1.5mM的caffeine可以在細(xì)胞的胞體和神經(jīng)突上誘發(fā)產(chǎn)生鈣火花。對(duì)鈣火花的參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，頸上神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的鈣火花有它自身的特點(diǎn)：與經(jīng)典的心肌細(xì)胞以及另外一種外周神經(jīng)元—背根神

3、經(jīng)節(jié)(DRG)細(xì)胞上的鈣火花相比，SCG神經(jīng)元無論是胞體還是神經(jīng)突其鈣上升的熒光幅度較心肌細(xì)胞小，胞體上的幅度與DRG類似，而神經(jīng)突上的幅度較DGR大；在空間尺度上這三種細(xì)胞沒有差別；在時(shí)程上，SCG的鈣火花都要比前兩者長(zhǎng)很多。除了經(jīng)典的鈣火花以外，我們還發(fā)現(xiàn)了另外一種局部鈣離子的釋放方式，這種釋放方式產(chǎn)生的鈣信號(hào)在空間上比較局限，但是時(shí)程上卻很長(zhǎng)，我們將時(shí)程長(zhǎng)于5s的命名為Ca2+glow。此外還對(duì)胞體和神經(jīng)突上的Ca2+glow的生

4、物物理參數(shù)進(jìn)行了分析，我們發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)突上的Ca2+glow熒光幅度要強(qiáng)于胞體(0.99/0.60)，但是空間上要比胞體寬(1.61μm/0.66μm)。這兩種局部的鈣信號(hào)都可以被10μM的thapsigargin阻斷。 結(jié)論：(1)我們第一次在大鼠頸上神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突和胞體中分別記錄到了胞內(nèi)ryanodine敏感型鈣庫(kù)釋放Ca2+而產(chǎn)生的鈣火花。并且這些鈣火花與經(jīng)典的心肌細(xì)胞和背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞相比具有自身的特點(diǎn)。這可能是與鈣離子在不

5、同的細(xì)胞內(nèi)有功能上的差異，以及在不同細(xì)胞內(nèi)存在不同的鈣的清除和回收的機(jī)制有關(guān)。 (2)除經(jīng)典的鈣火花外，我們還發(fā)現(xiàn)了另外一種局部鈣離子的釋放模式—Ca2+glow，此種模式的釋放在空間上比較局限，但是在時(shí)程上卻很長(zhǎng)，由于它能長(zhǎng)時(shí)間的存在，失活非常慢，因此可能在局部鈣庫(kù)存在非?？焖俚拟}的回收和重新釋放的機(jī)制，從而能保證Ca2+glow能存在比較長(zhǎng)的時(shí)間。即使在我們撤去刺激物后它仍然能持續(xù)10s甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，因此此中模式的釋放有可