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背根神经节细胞的刺激分泌耦联和细胞膜的动态平衡

张晨  
【摘要】: 动作电位,对于可兴奋细胞,包括神经元和一些内分泌细胞,是一种非常重要的生理信号。 现在被普遍接受的观点是当可兴奋细胞受到动作电位的刺激后,细胞的电压依赖性钙离子通道被打开,在动作电位的下降相引起细胞外钙离子的内流从而升高细胞内的游离钙离子浓度,触发许多细胞内的过程,譬如说神经递质分泌、信号转导和基因表达等。 其中含有递质的囊泡与细胞膜的融合是受动作电位严格调控的一个重要过程,在突触传递、激素分泌中起到了基本的作用,而动作电位对这个过程的调控被广泛认为是通过内流的钙离子起作用的。 为了更全面地了解动作电位在细胞分泌中的作用,我们使用膜电容检测、微碳纤电极记录、光学测量以及免疫学的方法,研究了动作电位本身(而不是由它导致的内流Ca2+)在细胞分泌过程中所起的作用以及其对随后的胞饮过程的调控。 1) 我们对一种感觉神经元(背根神经节神经元)的研究发现,细胞膜的去极化可以在没有钙离子的参与下直接触发细胞的递质分泌,这种非Ca2+现象在肾上腺嗜铬细胞上不存在。 2) 在背根神经节神经元上对于细胞分泌触发的胞饮过程的研究发现,存在一种钙离子不敏感的快速胞饮过程,这个过程受动作电位频率的调控,并与胞内的一种磷酸化过程有关。 我们发现在背根神经节神经元激活delta阿片受体可以升高细胞内的钙离子,从而引起神经肽的分泌和DOR的上膜。 激活DOR引起的DOR的上膜是依赖于LDCV与细胞膜的融合和细胞内的钙离子升高。 激活DORs可以引起胞内IP3钙库的释放,和一种不通过电压依赖性钙通道的外钙内流;从而引起DOR的上膜和神经肽的分泌。 上膜的DORs可以继续放大这种作用,形成一个正反馈, WP=5 3) 从而耗竭细胞内的DORs。 这个发现对于疼痛的治疗可能能起到一定的指导作用。 综上所述,这些研究结果表明, 动作电位对递质分泌的调控并不是完全通过动作电位引起的钙离子内流起作用的,膜电位的变化本身在背根神经节细胞上对递质分泌存在直接的作用。 这些结果对于进一步的理解动作电位对细胞分泌的直接作用有重要的意义,并且对于“细胞膜的膜电位变化对细胞的许多生理生化过程是否存在直接的调控作用”这个问题起到了很好的启发作用并给出了一些解释。


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