大鼠頸上神經(jīng)節(jié)細胞內局部鈣信號的研究.pdf

1、Ca2+是細胞內一種重要的信號分子，它在肌肉收縮、突觸傳遞、激素分泌、基因轉錄、細胞的存活和死亡等眾多重要的生理過程中發(fā)揮關鍵的作用。鈣火花作為胞內鈣釋放的基本單元在心肌、平滑肌、骨骼肌等肌肉細胞上研究比較多，而在神經(jīng)細胞上研究的比較少。頸上神經(jīng)節(jié)是用來研究交感系統(tǒng)和突觸傳遞的一個很好的標本，對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)細胞上探測神經(jīng)元鈣火花的存在，并分析其特性，比較頸上神

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

3、經(jīng)節(jié)(DRG)細胞上的鈣火花相比，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胞沒有差別；在時程上，SCG的鈣火花都要比前兩者長很多。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)生的鈣信號在空間上比較局限，但是時程上卻很長，我們將時程長于5s的命名為Ca2+glow。此外還對胞體和神經(jīng)突上的Ca2+glow的生

4、物物理參數(shù)進行了分析，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都可以被10μM的thapsigargin阻斷。 結論：(1)我們第一次在大鼠頸上神經(jīng)節(jié)細胞軸突和胞體中分別記錄到了胞內ryanodine敏感型鈣庫釋放Ca2+而產(chǎn)生的鈣火花。并且這些鈣火花與經(jīng)典的心肌細胞和背根神經(jīng)節(jié)細胞相比具有自身的特點。這可能是與鈣離子在不

5、同的細胞內有功能上的差異，以及在不同細胞內存在不同的鈣的清除和回收的機制有關。 (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，但是在時程上卻很長，由于它能長時間的存在，失活非常慢，因此可能在局部鈣庫存在非常快速的鈣的回收和重新釋放的機制，從而能保證Ca2+glow能存在比較長的時間。即使在我們撤去刺激物后它仍然能持續(xù)10s甚至更長的時間，因此此中模式的釋放有可