陽(yáng)小飛,梅 穎,余 意,陳恒玲
(中南民族大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院,腦認(rèn)知國(guó)家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,醫(yī)學(xué)信息分析及腫瘤診療湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢 430074 )
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印防己毒素在不同類型突觸分泌中的作用
陽(yáng)小飛,梅穎,余意,陳恒玲*
(中南民族大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院,腦認(rèn)知國(guó)家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,醫(yī)學(xué)信息分析及腫瘤診療湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢 430074 )
為探討印防己毒素(PTX)阻斷抑制性自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放濃度是否存在差異,以及這些差異是否具有腦區(qū)特異性,采用鼠腦皮層神經(jīng)細(xì)胞和海馬神經(jīng)細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料,在外液中加入不同濃度的PTX,分別記錄了mIPSC的頻率和eIPSC的幅值.結(jié)果發(fā)現(xiàn):PTX作用于自發(fā)性神經(jīng)遞質(zhì)釋放的半抑制濃度(IC50)顯著小于誘發(fā)性神經(jīng)遞質(zhì)釋放的,說明自發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放對(duì)于PTX的作用更為敏感.但是皮層細(xì)胞和海馬細(xì)胞之間各項(xiàng)參數(shù)的差異較小,說明PTX在各腦區(qū)中的作用濃度相似.因此,PTX阻斷抑制性神經(jīng)遞質(zhì)自發(fā)釋放和誘發(fā)釋放可能有不同的機(jī)制,但并不具有腦區(qū)特異性.
印防己毒素;神經(jīng)遞質(zhì)釋放;皮層細(xì)胞;海馬細(xì)胞
神經(jīng)遞質(zhì)自發(fā)釋放的現(xiàn)象普遍存在于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中.單個(gè)突觸囊泡的融合釋放不同的神經(jīng)遞質(zhì)可以使突觸后的受體與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合從而產(chǎn)生自微小型抑制性突觸后電流(mIPSC)或者微小型興奮性突觸后電流(mEPSC).神經(jīng)遞質(zhì)的誘發(fā)釋放則是由大量的囊泡釋放引起的[1-3].已有研究顯示,在突觸結(jié)構(gòu)中,自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放產(chǎn)生于不同的機(jī)制,自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)傳遞由突觸單獨(dú)的神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)通路完成[2-5],然而,最近也有一些文章質(zhì)疑該觀點(diǎn)[6-8],這個(gè)問題目前尚無(wú)定論.因此,本文就自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放是否存在差異展開了研究.
印防己毒素(PTX)在藤蔓植物印度防己的果實(shí)中被發(fā)現(xiàn),早于18世紀(jì)末已有大量研究表明,PTX在GABAA受體的調(diào)控作用中扮演著拮抗劑的角色[9-12].實(shí)驗(yàn)中常用PTX阻斷GABA電流.為了研究PTX對(duì)自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放的作用是否存在差異,實(shí)驗(yàn)通過將不同濃度的PTX分別作用于皮層細(xì)胞和海馬細(xì)胞,記錄自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放所產(chǎn)生的突觸后電流,探究PTX對(duì)神經(jīng)細(xì)胞自發(fā)和誘發(fā)的釋放的影響.
1.1材料
胎牛血清、基本培養(yǎng)基、0.25%胰蛋白酶-乙二胺四乙酸、轉(zhuǎn)鐵蛋白、B-27添加劑,上述生化試劑均來自Gibco公司;胰島素、葡萄糖、4-羥乙基哌嗪乙磺酸 (HEPES)、阿糖胞苷、乙二醇雙四乙酸(EGTA)、多聚賴氨酸、平衡鹽溶液(Hanks)、Na2ATP、Na2GTP、NaHCO3、CsCl、NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2,以上生化試劑均來自Sigma公司;印防己毒素(PTX)、6-氰基-7-硝基喹喔啉-2,3-二酮 (CNQX )、利多卡因 N-乙基溴(QX-314),該藥品均來自Tocris公司;河豚毒素(TTX) 來自Affix Scientific公司.
1.2儀器
全套自動(dòng)膜片鉗放大器系統(tǒng)(HEKA);相差顯微鏡(Olympus);超凈工作臺(tái)(蘇州凈化);二氧化碳恒溫細(xì)胞培養(yǎng)箱(Thermo Fisher);蠕動(dòng)泵(保定蘭格恒流泵有限公司);P-97微電極拉制儀(普升科技有限公司).
1.3方法
1.3.1實(shí)驗(yàn)溶液配制
用2% B-27,0.5% w/v葡萄糖,100 mg/L轉(zhuǎn)鐵蛋白,5%胎牛血清和2 μM阿糖胞苷來配制實(shí)驗(yàn)所需的細(xì)胞培養(yǎng)基;電極外液含有140 mM NaCl,5 mM KCl,2 mM MgCl2,2 mM CaCl2,10 mM HEPES和10 mM葡萄糖;電極內(nèi)液含有120 mM CsCl,5 mM NaCl,1 mM MgCl2,10 mM HEPES,10 mM EGTA,0.3 mM Na-GTP,3 mM Na-ATP;0.5 mM Hanks,0.283 mM HEPES,0.35 mM NaHCO3配制HBS緩沖液.
1.3.2鼠腦皮層神經(jīng)細(xì)胞和海馬神經(jīng)細(xì)胞的獲取
取新生(P0)野生型小鼠,在顯微鏡下手術(shù)分離鼠腦皮層區(qū)和海馬區(qū),用胰蛋白酶在37℃消化20 min.將消化后的皮層細(xì)胞和海馬細(xì)胞吹散后滴種于事先用多聚賴氨酸處理過的玻片上,再用細(xì)胞培養(yǎng)基培養(yǎng)13~16 d后進(jìn)行記錄.
1.3.3電生理記錄
設(shè)定PTX濃度梯度以驗(yàn)證其功能和作用機(jī)制.海馬神經(jīng)元和大腦皮層神經(jīng)元體外培養(yǎng)成熟后,使用雙極胞外刺激電極進(jìn)行全細(xì)胞膜片鉗記錄.記錄時(shí)采用全細(xì)胞電壓鉗模式,并將細(xì)胞鉗制于-70 mV.使用硼硅酸鹽玻璃管拉制電極,標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)外液中電阻約為3~5 MΩ.記錄微小型抑制性突觸后電流(mIPSC)時(shí)在外液中除使用20 mM AMPA-受體阻斷劑CNQX和50 mM NMDA受體阻斷劑APV阻斷其他電流外,再加1 mM TTX來阻斷鈉離子通道,抑制動(dòng)作電位發(fā)放.實(shí)驗(yàn)中先記錄一段正常的mIPSC,再在外液中分別加入1 mM、5 mM、10 mM、20 mM、50 mM、100 mM GABA受體阻斷劑PTX.記錄動(dòng)作電位觸發(fā)的抑制性突觸后電流(eIPSC)時(shí)在外液中使用20 mM CNQX和50 mM APV,內(nèi)液體中加入5 mM QX-314阻斷鈉離子通道,抑制被記錄細(xì)胞發(fā)放動(dòng)作電位,實(shí)驗(yàn)方法同上所述.
1.3.4數(shù)據(jù)處理
用HEKA EPC10記錄電流,所得數(shù)據(jù)用軟件Pclamp 10.2(Molecular Devices,Inc)分析;再利用Igor Pro Folder(Wave Metrics,Inc)擬合,得到半抑制濃度(IC50);最后利用GraphPad Prism 5.01(GraphPad Software,Inc)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,并進(jìn)行t檢驗(yàn).
2.1PTX對(duì)神經(jīng)細(xì)胞抑制性神經(jīng)遞質(zhì)釋放的阻斷作用
首先驗(yàn)證在鼠腦神經(jīng)細(xì)胞中PTX的有效工作濃度.取新生野生型小鼠鼠腦進(jìn)行培養(yǎng),13~16 d后開始記錄,重復(fù)3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn),并對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析.在含有CNQX、APV和TTX的外液中分別加入0 μM、100 μM PTX,在同一個(gè)細(xì)胞中記錄不同濃度PTX作用下mIPSC的頻率.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示,100 μM的PTX能將抑制性自發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放幾乎完全阻斷.與此相似的是,在外液含有CNQX、APV,內(nèi)液中含有QX-314的條件下,100 μM的PTX能幾乎完全阻斷抑制性誘發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放.圖1的結(jié)果說明,100 μM的PTX足夠阻斷幾乎所有的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)釋放.
A,PTX濃度分別為0 mM和100 mM時(shí),記錄到的mIPSC代表曲線;B,3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn),9個(gè)細(xì)胞的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);C,PTX濃度分別為0 mM和100 mM時(shí),記錄到的eIPSC代表曲線;D,3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn),9個(gè)細(xì)胞的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);差異分析:t檢驗(yàn);**是指p<0.01;***是指p<0.001圖1 PTX阻斷抑制性神經(jīng)遞質(zhì)釋放Fig.1 PTX blocks inhibitory neurotransmitter release
2.2不同濃度PTX對(duì)大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞不同類型分泌的影響
足夠濃度的PTX能有效阻斷GABA電流,但PTX阻斷自發(fā)和誘發(fā)釋放的效率分別是怎樣的仍不清楚.為了定量測(cè)定PTX阻斷不同類型分泌的效率,選取培養(yǎng)13 d的皮層神經(jīng)細(xì)胞,采用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)來記錄細(xì)胞突觸后電流,重復(fù)進(jìn)行3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,結(jié)果如圖2所示.實(shí)驗(yàn)在含有CNQX、APV和TTX外液中,分別加入0 μM、1 μM、5 μM、10 μM、20 μM、50 μM、100 μM PTX,在同一細(xì)胞記錄到mIPSC的頻率隨著PTX濃度增加而減少.記錄到的7個(gè)頻率值通過希爾方程擬合得到曲線,并獲取該曲線的IC50.同樣,在外液中含有CNQX、APV,內(nèi)液中含有QX-314條件下,分別加入0 μM、1 μM、5 μM、10 μM、20 μM、50 μM、100 μM PTX,記錄到eIPSC的幅值隨著PTX濃度升高而降低.將記錄到各PTX濃度下eIPSC幅值通過擬合,得到IC50.
將mIPSC組和eIPSC組的IC50進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并作t檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)eIPSC組的IC50顯著高于mIPSC組,而IC50是衡量藥物作用效果的一種方式,可以反映某藥物在抑制某些生物活動(dòng)時(shí)所需一半的量,PTX作用于抑制誘發(fā)神經(jīng)信號(hào)釋放所需的半抑制濃度明顯高于抑制自發(fā)神經(jīng)信號(hào)釋放所需的半抑制濃度,也就是說自發(fā)神經(jīng)信號(hào)釋放機(jī)制對(duì)PTX的作用更為敏感.
同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),如果用很多文獻(xiàn)中報(bào)道的50 μM的PTX,確實(shí)能阻斷大部分的GABA電流,但仍有10%左右的殘余,而100 μM的PTX的阻斷效率接近100%.因此對(duì)于鼠腦神經(jīng)細(xì)胞,100 μM的PTX應(yīng)該是更可靠的工作濃度.
A,在PTX濃度分別為0 μM、1 μM、5 μM、10 μM、20 μM、50 μM、100 μM時(shí),記錄鼠腦皮層細(xì)胞mIPSC代表曲線;B,A中記錄到各條件數(shù)據(jù)的絕對(duì)值(左)和歸一化的值(右)用希爾方程擬合后曲線;C,在PTX濃度為0 μM、1 μM、5 μM、10 μM、20 μM、50 μM、100 μM時(shí),記錄鼠腦皮層細(xì)胞eIPSC代表曲線;D,C中記錄到各條件數(shù)據(jù)的絕對(duì)值(左)和歸一化的值(右)用希爾方程擬合后曲線;E,3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn),各細(xì)胞mIPSC組和eIPSC組IC50的統(tǒng)計(jì),其中mIPSC組12個(gè)細(xì)胞,eIPSC組8個(gè)細(xì)胞;F,每批獨(dú)立實(shí)驗(yàn),mIPSC組和eIPSC組IC50均值的比較;差異分析:t檢驗(yàn);**是指p<0.01圖2 不同濃度PTX阻斷大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞自發(fā)和誘發(fā)分泌的效率Fig.2 Different concentrations of PTX blocks the efficiency of spontaneous and evoked neurotransmitter release in cortical neurons
2.3不同濃度PTX對(duì)海馬神經(jīng)細(xì)胞不同類型分泌的影響
由前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知在鼠腦皮層細(xì)胞中自發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放對(duì)PTX作用更為敏感,那這一作用的差異是皮層細(xì)胞特有的還是對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞具有普遍性?為了回答這一問題,選用鼠腦海馬腦區(qū)神經(jīng)細(xì)胞重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn).
選取13 d的海馬細(xì)胞進(jìn)行電生理實(shí)驗(yàn),重復(fù)進(jìn)行3次獨(dú)立實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,結(jié)果如圖3所示,記錄到海馬細(xì)胞的mIPSC的頻率和eIPSC的幅值均隨著PTX濃度升高而降低.與之前結(jié)果相似,PTX對(duì)海馬細(xì)胞中兩個(gè)不同釋放機(jī)制的影響是不同的.結(jié)果如圖3 E,F(xiàn)所示,eIPSC組的IC50顯著高于mIPSC組的IC50.同時(shí),將每批獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)的記錄結(jié)果求均值,再計(jì)算其IC50,每批獨(dú)立實(shí)驗(yàn)eIPSC組的IC50都高于mIPSC組.所以無(wú)論是海馬細(xì)胞還是皮層細(xì)胞,PTX對(duì)于誘發(fā)的釋放機(jī)制和自發(fā)的釋放機(jī)制的作用效果是不同的.
A,在PTX濃度為0 μM、1 μM、5 μM、10 μM、20 μM、50 μM、100 μM時(shí),記錄鼠腦海馬細(xì)胞mIPSC代表曲線;B,A中記錄到各條件數(shù)據(jù)的絕對(duì)值(左)和歸一化的值(右)用希爾方程擬合后曲線;C,在PTX濃度為0 μM、1 μM、5 μM、10 μM、20 μM、50 μM、100 μM時(shí),記錄鼠腦海馬細(xì)胞eIPSC代表曲線;D,C中記錄到各條件數(shù)據(jù)的絕對(duì)值(左)和歸一化的值(右)用希爾方程擬合后曲線;E,3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn),各細(xì)胞mIPSC組和eIPSC組IC50的統(tǒng)計(jì),其中mIPSC組13個(gè)細(xì)胞,eIPSC組8個(gè)細(xì)胞;F,每批獨(dú)立實(shí)驗(yàn),mIPSC組和eIPSC組IC50均值的比較;差異分析:t檢驗(yàn);*是指p<0.05圖3 不同濃度PTX阻斷海馬神經(jīng)細(xì)胞自發(fā)和誘發(fā)分泌的效率Fig.3 Different concentrations of PTX blocks the efficiency of spontaneous and evoked neurotransmitter release in hippocampal neurons
為了直觀地比較皮層細(xì)胞和海馬細(xì)胞之間的異同,分別將皮層細(xì)胞和海馬細(xì)胞mIPSC組和eIPSC組所有獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的記錄結(jié)果求均值,其中皮層細(xì)胞mIPSC組12個(gè)細(xì)胞,eIPSC組8個(gè)細(xì)胞,海馬細(xì)胞mIPSC組13個(gè)細(xì)胞,eIPSC組8個(gè)細(xì)胞,再計(jì)算其IC50,將所得IC50列成表格.結(jié)果如表1所示,皮層細(xì)胞和海馬細(xì)胞相比較而言,mIPSC組之間的IC50并無(wú)明顯差異,eIPSC組之間的IC50亦然.
表1鼠腦皮層細(xì)胞和海馬細(xì)胞mIPSC組和eIPSC組IC50的比較
Tab.1The comparison of IC50 of mIPSC and that of eIPSC in cortical and hippocampal neurons
細(xì)胞mIPSCeIPSC皮層細(xì)胞26.31523±5.1315340.90578±5.64318海馬細(xì)胞23.50922±4.3049338.00903±10.24314
因此,PTX對(duì)于皮層細(xì)胞和海馬細(xì)胞的作用效果是相似的,也就是說PTX對(duì)不同類型突觸分泌的作用是具有普遍性的.
在神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)中,突觸前的Ca2+濃度升高會(huì)引發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后受體結(jié)合,引起突觸后電流.根據(jù)突觸分泌是否需要?jiǎng)幼麟娢挥|發(fā),可以分作自發(fā)釋放和誘發(fā)釋放.
自發(fā)和誘發(fā)的釋放在同一藥物的作用下可能出現(xiàn)不同的反應(yīng),所以其發(fā)放機(jī)制可能不同.例如,缺失GluR2的老鼠培養(yǎng)海馬神經(jīng)元,外液中加入蜂毒毒素,5 min內(nèi),由AMPA受體調(diào)控的自發(fā)的mEPSCs(AMPA-mEPSCs)下降到初始水平的20%.相反,加入相同的蜂毒毒素,由AMPA受體調(diào)控的誘發(fā)的EPSCs(AMPA-eEPSC)僅下降到初始的80%,灌流蜂毒毒素長(zhǎng)達(dá)10 min,AMPA-eEPSC的幅值僅下降到初始水平的60%.該結(jié)果顯示,自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)傳遞激活不同的AMPA受體;突觸結(jié)構(gòu)中,自發(fā)和誘發(fā)的信號(hào)可能是獨(dú)立存在的[1].
另外,一些自發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放的調(diào)節(jié)是通過特定的信號(hào)通路來完成的,并且在某些情況下,這些通路的活動(dòng)可以使自發(fā)釋放和誘導(dǎo)釋放的方向相反[2].與NO相近的某些物質(zhì)可以抑制動(dòng)作電位誘發(fā)的神經(jīng)信號(hào)釋放,但同時(shí)增強(qiáng)了自發(fā)的信號(hào)釋放[13];神經(jīng)元中膽固醇的消耗或者抑制膽固醇的合成,都會(huì)引起自發(fā)的神經(jīng)信號(hào)傳遞的頻率增加,但同時(shí)削弱動(dòng)作電位誘發(fā)的神經(jīng)信號(hào)傳遞的頻率[14].此外,果蠅突觸前大量存在的Brp蛋白,可以促進(jìn)誘發(fā)釋放的同時(shí)抑制自發(fā)的神經(jīng)信號(hào)釋放[4];慢性電刺激可以穩(wěn)定地減小自發(fā)的電生理活動(dòng),卻反常地增強(qiáng)誘發(fā)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電活動(dòng)[5].
近代研究顯示:某些神經(jīng)信號(hào)通路可以特定地調(diào)節(jié)自發(fā)神經(jīng)信號(hào)的釋放.這種釋放模式可以有選擇性地調(diào)節(jié)神經(jīng)信號(hào)傳遞,但有一定的前提是自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)傳遞由單獨(dú)的突觸神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)通路完成[2].
越來越多的研究者發(fā)現(xiàn)影響自發(fā)和誘發(fā)釋放的調(diào)控途徑是不同的[2,3],引起該現(xiàn)象的機(jī)制可能是怎樣的呢?
突觸囊泡庫(kù)的多樣性引起了自發(fā)和誘發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放[1-3],然而突觸囊泡的可回收庫(kù)不能同時(shí)維持自發(fā)和誘發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,儲(chǔ)蓄庫(kù)亦然[15,16].融合機(jī)制和囊泡的整體特性的不同導(dǎo)致了兩種不同形式的釋放[2].
自發(fā)和誘發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放的不同機(jī)制在PTX阻斷抑制性突觸后電流實(shí)驗(yàn)中是否體現(xiàn)出差異是本實(shí)驗(yàn)關(guān)心的問題.我們選取大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞和海馬神經(jīng)細(xì)胞中的突觸分泌來進(jìn)行比較.通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PTX對(duì)于自發(fā)和誘發(fā)兩種類型突觸分泌中不同釋放機(jī)制的影響是有顯著差異的.圖2 E和圖3 E的結(jié)果可以看出,eIPSC組的IC50遠(yuǎn)大于 mIPSC組的IC50,即阻斷mIPSC需要更低濃度的PTX.但是大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞和海馬神經(jīng)細(xì)胞mIPSC組之間IC50差異較小;eIPSC組的IC50的差異也較小,說明PTX對(duì)兩個(gè)腦區(qū)的突觸分泌的作用效果是相同的.我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)一步揭示了神經(jīng)信號(hào)自發(fā)釋放和誘導(dǎo)釋放可能有不一樣的工作機(jī)制.
[1]Sara Y, Bal M, Adachi M, et al. Use-Dependent AMPA Receptor Block Reveals Segregation of Spontaneous and Evoked Glutamatergic Neurotransmission [J]. The Journal of Neuroscience, 2011, 31(14) : 5378-5382.
[2]Ramirez D M, Kavalali E T. Differential regulation of spontaneous and evoked neurotransmitter release at central synapses [J]. Current Opinion in Neurobiology, 2011, 21(2) : 275-282.
[3]Melom J E, Akbergenova Y, Gavornik J P, et al. Spontaneous and evoked release are independently regulated at individual active zones [J]. J Neurosci, 2013, 33(44) : 17253-17263.
[4]Peled E S, Newman Z L, Isacoff E Y. Evoked and spontaneous transmission favored by distinct sets of synapses [J]. Curr Biol, 2014, 24(5) : 484-493.
[5]Goel A, Buonomano D V. Chronic electrical stimulation homeostatically decreases spontaneous activity, but paradoxically increases evoked network activity [J]. J Neurophysiol, 2013, 109(7) : 1824-1836.
[6]Hua Y, Sinha R, Martineau M, et al. A common origin of synaptic vesicles undergoing evoked and spontaneous fusion [J]. Nat Neurosci, 2010, 13(12) : 1451-1453.
[7]Wilhelm B G, Groemer T W, Rizzoli S O. The same synaptic vesicles drive active and spontaneous release [J]. Nat Neurosci, 2010, 13(12) : 1454-1456.
[8]Groemer T W, Klingauf J. Synaptic vesicles recycling spontaneously and during activity belong to the same vesicle pool [J]. Nat Neurosci, 2007, 10(2) : 145-147.
[9]Freeman GM Jr, Nakajima M, Ueda H R, et al. Picrotoxin dramatically speeds the mammalian circadian clock independent of Cys-loop receptors [J]. J Neurophysiol, 2013, 110(1) : 103-108.
[10]Krishek B J, Moss S J, Smart T G. A functional comparison of the antagonists bicuculline and picrotoxin at recombinant GABAA receptors [J]. Neuropharmacology, 1996, 35(9-10) : 1289-1298.
[11]Shin R, Ikemoto S. Administration of the GABAA receptor antagonist picrotoxin into Rat supramammillary nucleus induces c-Fos in reward-related brainstructures.Supramammillary picrotoxin and c-Fos expression [J]. BMC Neuroscience, 2010, 11 : 101.
[12]張問德,畢曉寧,王余俊. 印防己毒素對(duì)離體蛙心心率、收縮力和心室肌動(dòng)作電位的影響[J]. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 1986, 8 : 38-41.
[13]Pan Z H, Segal M M, Lipton S A. Nitric oxide-related species inhibit evoked neurotransmission but enhance spontaneous miniature synaptic currents in central neuronal cultures [J]. ProcNatl Acad Sci U S A, 1996, 93(26) : 15423-15428.
[14]Zamir O, Charlton M P. Cholesterol and synaptic transmitter release at crayfish neuromuscular junctions [J]. J Physiol, 2006, 571 : 83-99.
[15]Fredj N B, Burrone J. A resting pool of vesicles is responsible for spontaneous vesicle fusion at the synapse [J]. Nat Neurosci, 2009, 12(6) : 751-758.
[16]Chung C, Barylko B, Leitz J, et al. Acute dynamin inhibition dissects synaptic vesicle recycling pathways that drive spontaneous and evoked neurotransmission [J]. J Neurosci, 2010, 30(4) : 1363-1376.
The Role of Picrotoxin in the Different Types of Synapses Secretion
YangXiaofei,MeiYing,YuYi,ChenHengling
(Key Laboratory of Cognitive Science, key laboratory of Medical information analysis and tumor diagnosis and treatment, Laboratory of Membrane Ion Channels and Medicine, College of Biomedical Engineering, South-Central University for Nationalities, Wuhan 430074, China)
To investigate if there did exist the differential regulation between inhibitory spontaneous and evoked neurotransmitter release blocked by different concentration of picrotoxin (PTX) and to explore whether the difference had the brain regions specificity, neuronal cultures were obtained from mouse cortex and hippocampus, respectively. We monitored spontaneous mIPSCs and eIPSC in different extracellular concentration of PTX, respectively, and observed that the half maximal inhibitory concentration (IC50) of the mIPSCs was significantly smaller than that of the eIPSC, indicating that the spontaneous release was more sensitive when PTX applied. But no obvious difference between cortical and hippocampal cells was revealed in our experiments. Therefore, our results suggested that PTX had differential regulating mechanisms between inhibitory spontaneous and evoked neurotransmitter release, but without brain regions specificity.
picrotoxin; neurotransmitter release; cortex; hippocampus
2016-04-10*通訊作者陳恒玲,研究方向:神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),E-mmail:chenh@mail.scuec.edu.cn
陽(yáng)小飛(1979-),男,教授,博士,研究方向:神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),E-mail: sunlittlefly@hotmail.com
國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31300892);湖北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014CFA027,2014CFB455);??茖W(xué)基金引進(jìn)人才科研啟動(dòng)基金自科項(xiàng)目(ZZ13002)
R322.85
A
1672-4321(2016)03-0080-05