膜片钳技术在中药对心肌钙离子通道作用研究中的应用

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1、膜片钳技术在中药对心肌钙离子通道作用研究中的应用【摘要】　　膜片钳技术自发明以来，被广泛用于生物学、生理学、药理学等多种学科的基础研究和应用研究中，为解决生物学跨膜信号传导问题提供了革命性的检测手段。目前该技术已运用于中药对离子通道作用的研究中，尤其是心肌钙离子通道。本文综述了近年来中药对心肌钙通道的作用。【关键词】膜片钳技术；中药；钙离子通道　　TheApplicationofPatchClampintheResearchofTraditionalChineseMedicineonCardiacMuscleCalciumChannelsAbstract：Patchclamp

2、techniquehasbeenacologysinceitethodforbiologicalsignaltransduction.RecentlythetechniquehasbeenusedintheresearchoftheimpactoftraditionalChinesemedicineonionchannels,especiallyforcardiacmusclecalciumchannels.Thepapermadeabriefrevieedicineoncalciumchannels.Keyp;traditionalChinesemedicine;calci

3、umchannels膜片钳技术是以微弱电流信号测量为基础,利用玻璃微电极与细胞膜封接来测量多种通道电流,其测量值可达到皮安级(pA,10-12A),是一种典型的低噪声的测量技术。膜片钳技术的问世给细胞生物学的研究带来了一场革命。当前该技术已经成为细胞电生理学的重要研究方法。尤其是该技术近年来渗透到中医药研究的各个领域,对中医药研究水平的提高起到了很大的推动作用。1膜片钳技术的基本原理膜片钳的基本原理是利用负反馈电子线路，将微电极尖端所吸附的一个至几个平方微米的细胞膜的电位固定在一定水平上，对通过通道的微小离子电流作动态或静态观察，从而研究其功能。膜片钳技术实现膜电流固定的关键

4、步骤是在玻璃微电极尖端边缘与细胞膜之间形成高阻密封，其阻抗数值可达10～100GΩ。由于此阻值如此之高，故基本上可看成绝缘，其上之电流可看成零。此密封不仅电学上近乎绝缘，在机械上也是较牢固的。此时可通过膜片钳放大器，选用不同的记录模式（细胞吸附式cell-attached，全细胞模式ol/ml)对心肌L、B、T型3种类型钙通道的活动均无影响［1］。但是人参皂甙Rg1、人参二醇组皂甙Rc,Rd（1500μg/ml）、人参三醇组皂甙单体Rh（160μmol/L）可使心肌钙通道的平均开放时间缩短,平均关闭时间延长,开放概率减小，但对3种类型钙通道的电流幅值无明显影响,其作用与异搏定

5、相似,与BayK8644相反［2～4］。通过与钙通道阻滞剂异搏定（37.5μg/ml）、钙通道激动剂BAYK8644(5nmol/L)的对照实验,证明人参二醇组皂甙Rc（200μg/ml）对钙通道有阻滞作用而Rd（200μg/ml）则无此作用［5］。3.2粉防己碱粉防己碱是从防己科多年生木质藤本植物粉防己中提取的。运用膜片钳单通道技术研究发现0.3～300μmol/L粉防己碱浓度依赖性地阻滞L型钙电流,半数抑制浓度IC50为13.3μmol/L，但对其电流-电压曲线无明显影响［6］。全细胞记录研究［7］却发现1μmol/L粉防已碱可使电流-电压曲线的各电流值均降低，0.1～3

6、.2μmol/L使钙电流呈浓度依赖性降低,IC50为0.7μmol/L。此外,0.3μmol/L就能阻滞异丙肾上腺素0.1μmol/L引起的钙电流增大。虽然两者在实验具体结果上有差异，但仍证明粉防己碱可阻滞心肌细胞L型钙电流。3.3丹参丹参为活血化瘀的代表药之一，除含脂溶性非醌类成分，丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅱ-A等外，还有水溶性成分。全细胞记录实验表明,丹参酮Ⅱ-A10、20和40μmol/L可使L型钙电流的峰值分别减少35.2%、57.7%和74.7%,但对最大激活钙电流的电压依赖曲线及稳定激活曲线无影响［8，9］。同样使用全细胞记录，经过20min的缺氧以及5min的复氧后,5

7、0、100、200mg/L丹参分别将兔心室肌细胞L型钙通道电流的峰值从(667.9±158.7)pA减小至(537.1±121.3)pA、(497.2±47.9)pA、(343.8±73.1)pA［10，11］。显然,丹参酮Ⅱ-A具有类似异搏停样L型钙通道阻断剂作用,其阻断作用呈非电压依赖性；丹参能有效地减少缺氧复氧后心室肌细胞的L型钙电流,这种作用可能是其抗心肌缺血以及抗缺血再灌性心律失常的机制之一。3.4三七皂甙通过全细胞膜片钳技术观察：三七皂甙Rb110μmol/L和30μmol/L分别使BayK