Rosenmund C, Westbrook G L
Department of Physiology, Oregon Health Sciences University, Portland 97201.
J Physiol. 1993 Oct;470:705-29. doi: 10.1113/jphysiol.1993.sp019884.
采用全细胞电压钳模式,在培养的大鼠海马神经元上研究了N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)通道活性。通过快速施加NMDA诱发NMDA反应,并使用移液管透析和细胞内灌注对细胞质进行修饰。
在细胞外液中存在2 mM [Ca2+]o,同时在全细胞移液管中含有2.4 mM 1,2-双(O-氨基苯氧基)乙烷-N,N,N',N'-四乙酸(BAPTA)和0.4 mM Ca2+的情况下,在长时间的全细胞记录过程中,定期施加10 μM NMDA所诱发的反应逐渐减弱。25分钟后,峰值电流降至对照值的56±1.6%。通过在移液管中加入ATP再生溶液可防止通道“衰减”。
在无钙培养基中即使不添加ATP再生溶液也不会发生衰减。将细胞内BAPTA浓度提高到10 mM也可防止衰减,而通过抑制钠-钙交换器提高细胞内钙浓度或用高浓度细胞内钙(15 - 1000 μM)灌注膜片移液管会可逆性抑制NMDA电流。相比之下,海人藻酸反应的衰减与钙无关。
衰减的速率和可逆性与使用情况有关。不频繁施加NMDA(0.2次/分钟)时不会发生衰减。在含Ca2+的培养基中通道发生衰减后,暂停5分钟施加激动剂或通过细胞内灌注加入ATP再生溶液可导致完全恢复。然而,由300 μM NMDA诱发的大电流后或当使用10 mM乙二醇双四乙酸(EGTA)作为细胞内缓冲剂时,衰减不会恢复。蛋白酶抑制剂不能防止不可逆的衰减。
4 mM的ATP-γ-S在防止衰减方面不如ATP再生溶液有效。同样,用碱性磷酸酶、磷酸酶1或钙调神经磷酸酶进行细胞内透析不会诱导衰减,添加磷酸酶抑制剂也不会阻断衰减。因此,受体去磷酸化似乎不是通道衰减的主要原因。
通过波动分析估计,NMDA通道的平均开放时间和单位电导不受衰减影响。衰减前电导为42.8±2.9 nS,衰减后为43.7±2.8 nS。平均开放时间在衰减前为17.3和4.0 ms,衰减后为15.9和4.0 ms。然而,根据稳态NMDA电流的MK-801阻断起始情况确定,衰减后开放概率降低。
我们的结果表明,在全细胞记录过程中,细胞内钙增加通过降低NMDA通道的开放概率导致通道衰减。(摘要截断于400字)