氯化鈰對(duì)大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元電壓門(mén)控性鈣通道的作用研究.pdf

1、目的：
　　稀土元素鈰（Cerium，Ce）是自然界中含量最多的輕稀土元素，化學(xué)性質(zhì)極為活潑，常以 Ce3+離子狀態(tài)存在，與其他元素和組織成分發(fā)生反應(yīng)，在生物體內(nèi)富集。隨著鈰及其化合物應(yīng)用的推廣，其對(duì)生物體多系統(tǒng)、多器官的毒性作用得到廣泛研究[1-3]。研究顯示，Ce3+具有神經(jīng)毒性[3-6]，會(huì)損害嬰幼兒學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功能[7-10]，但其機(jī)制尚不明確。Ce3+離子半徑與鈣離子（Calcium，Ca2+）相近，可取代Ca2+與生

2、物大分子結(jié)合，干擾細(xì)胞的正常功能以及細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)。Ca2+與學(xué)習(xí)記憶功能密切相關(guān)，細(xì)胞內(nèi)適宜的Ca2+濃度是神經(jīng)元生長(zhǎng)發(fā)育、突觸可塑性的基礎(chǔ)[11]，而電壓門(mén)控性鈣通道對(duì)神經(jīng)元內(nèi) Ca2+濃度具有重要的調(diào)節(jié)作用[12-14]。因此，本研究采用膜片鉗技術(shù)，首次在海馬錐體神經(jīng)元，探討氯化鈰對(duì)電壓門(mén)控性鈣通道及鈣振蕩的影響，為 Ce3+的海馬神經(jīng)毒性機(jī)制提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。
　　方法：
　　以13-15日齡SD大鼠為取材對(duì)象，制備

3、急性離體腦片。采用細(xì)胞外灌流給藥的方式，給予腦片氯化鈰（CeCl3）染毒，應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)，在電壓鉗模式下，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器采集染毒前后大鼠腦片海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元電壓門(mén)控性鈣通道電流和乙酰膽堿（Acetylcholine，Ach）誘導(dǎo)的鈣激活性氯電流。通過(guò)分析染毒前后鈣通道電流、I-V曲線(xiàn)、穩(wěn)態(tài)失活曲線(xiàn)、穩(wěn)態(tài)激活曲線(xiàn)變化來(lái)反映 Ce3+對(duì)電壓門(mén)控性鈣通道的作用；同時(shí)分析染毒前后鈣激活性氯電流變化來(lái)反映Ce3+對(duì)Ach誘導(dǎo)海馬錐體神經(jīng)

4、元鈣振蕩的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
　　1．大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元高電壓和低電壓激活鈣通道電流特征
　　海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元高電壓激活鈣通道電流密度為-15.45±1.94 pA/pF，0.2 mmol/L CdCl2可完全阻斷高電壓激活鈣通道電流（IHAV）（n=6）。低電壓激活鈣通道電流密度為-4.84±0.55 pA/pF，0.2 mmol/L NiCl2對(duì)低電壓激活鈣通道電流（ILVA）的抑制率為63.3±

5、7.4％（n=6）。
　　2．氯化鈰暴露對(duì)錐體神經(jīng)元電壓門(mén)控性鈣通道電流的影響
　　全細(xì)胞模式形成后，以正常人工腦脊液灌流腦片5min，再灌流含有0、5、10、50、100μmol/L氯化鈰的人工腦脊液，觀(guān)察到氯化鈰可以明顯抑制錐體神經(jīng)元的IHVA，其標(biāo)化電流幅度隨濃度的增加而減少（P＜0.05，n=8）；但氯化鈰對(duì)錐體神經(jīng)元的ILVA無(wú)明顯作用（P＞0.05，n=8）。L型鈣通道阻滯劑 nifedipine可以減弱氯化鈰對(duì)

6、IHVA的影響。
　　3．氯化鈰暴露對(duì)高電壓激活鈣通道特性的影響
　　氯化鈰暴露可使高電壓激活鈣通道電流 I-V曲線(xiàn)上移，最大電流密度由-15.45±1.94 pA/pF降低到-8.74±1.58 pA/pF（P＜0.05，n=8），但對(duì)電流密度I-V曲線(xiàn)形狀無(wú)明顯影響。擬合穩(wěn)態(tài)激活曲線(xiàn)和失活曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)氯化鈰暴露前后的半數(shù)激活電壓、半數(shù)失活電壓、斜率因子均無(wú)明顯差異（P＞0.05，n=10）。
　　4．氯化鈰暴露對(duì)Ac

7、h誘導(dǎo)海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元鈣振蕩的影響
　　細(xì)胞外灌流10 nmol/L Ach可誘導(dǎo)CA1區(qū)錐體神經(jīng)元鈣振蕩，50μmol/L氯化鈰可明顯降低 Ach誘導(dǎo)的錐體神經(jīng)元鈣振蕩，其標(biāo)化凈電流值從1.02±0.02（n=6）減小到0.61±0.07（P＜0.05，n=6）；細(xì)胞外給予0.2 mmol/L CdCl2阻斷HVA鈣通道之后，可觀(guān)察到Ach誘導(dǎo)的錐體神經(jīng)元鈣振蕩明顯降低，其標(biāo)化凈電流值減小到0.30±0.05（n=6），聯(lián)