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弱激光对神经元瞬时外向钾通道电流特性的影响
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:Q682[生物学—生物物理学]
  • 作者机构:[1]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072, [2]南开大学生命科学学院,天津300071, [3]山西大学物理电子工程学院,山西太原030006
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.60174032)
中文摘要:

应用全细胞膜片钳技术,研究了急性分离的大鼠海马CA3区锥体神经细胞在波长670nm、功率5mw的半导体激光器照射时,其瞬时外向钾通道电流特性。实验发现:弱激光对瞬时外向钾电流k有抑制作用,5min激光抑制作用达到稳定,去极化至+50mV时抑制百分比为(40.13±5.19)%(n=10);弱激光对k的抑制作用呈现电压依赖性和可逆性,对照组、照射组和恢复组的最大激活电流密度分别为(398.55±36.49)pA/pF、(238.62±30.78)pA/pF(n=10,P〈0.01)和(354.08±35.16)pA/pF(n=10,P)0.05);激光作用可显著地影响瞬时外向钾通道电流的稳态激活和失活过程,对照组和激光照射组通道的半数激活电压分别为(~27.05±4.53)mV和(-2.10±3.14)mV(n=10,P〈0.01),斜率因子分别为(-26.71±6.15)mV和(-20.70±4.38)mV(n=10,P〈0.05),半数失活电压分别为(-70.49±7.21)mV和(-81.27±6.26)mV(n=10,P〈0.01),斜率因子分别为(9.47±3.54)mV和(9.58±3.02)mV(n=10,P)0.05)。结果表明:弱激光作用海马神经元可以改变其瞬时外向钾通道特性,从而影响动作电位的形成和发放,调节神经元的生理功能,有利于受损神经元的恢复和再生。

英文摘要:

Based on the acutely isolated rat hippocampal CA3 pyramidal neurons irradiated by a semiconductor laser with wavelengh 670 nm and power 5 mW, the current characteristics of transient outward potassium channel were investigated using the whole-cell patch clamp technique. The experiments reveal that low power laser decreases the amplitudes of transient outward potassium current (IA) in a voltage-dependent and reversible manner. The percentage of current inhibition is up to (40.13±5.19) % (n=10) depolarizing to +50 mV in laser irradiating 5 min. The maximal activation current densities of control group, irradiation group and recovery group are (398.55±36.49)pA/pF,(238.62±30.78)pA/pF (n=10, P〈0.01) and (354.08±35.16)pA/pF (n=10, P〉0.05), respectively. Laser irradiation markedly affect the activation and inactivation process of IA. The half-activation voltage and the slope factor of the steady activation curve change under the laser's exposure. The former alters from (-27.05±4.53) mV to (-2.10±3.14) mV (n=10, P〈0.01) and the latter from (-26.71±6.15) mVto (-20.70±4.38) mV (n=10, P〈0.05). The half-inactivation voltage also changes from (-70.49±7.21) mV to (-81.27±6.26) mV (n=10, P〈0.01) and the slope factor of the inactivation curves from 9.474-3.54 mV to 9. 584-3.02 mV (n=10, P〉0.05). The resuits indicate that the effect of low power laser on hippocampal neurons could change the current characteristics of transient outward potassium channel of membrane of neurons, and then affect the formation and firing of action potentials. Moreover, physiological function of neurons is adjusted as a result of low power laser irradiation, which might contribute to the restoration and regeneration of injured neurons.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699