我们在前一期同名项目执行过程中取得了系列成果(1)证明细胞分泌和内吞受动作电位编码调控;(2)分泌小孔(fusion pore)的动力学特性受G蛋白受体和钙离子调控。AP编码受包括配体门控通道(NMDA-R)和电压门控通道(HCN)的调控。在神经元(包括胞体和突触)、脑片和在体(in vivo)脑三个层次上实验揭示了动作电位编码的生理意义(使递质分泌效率最高)。内源性Gβγ使量子分泌小泡转化成kiss-and-run分泌模式。为了扩大我们在细胞分泌领域的领先成果,本申请计划进一步研究(1)影响动作电位编码的离子通道机制;(2)影响神经递质分泌的动作电位编码机制;(3)G蛋白和动作电位调控细胞内吞的机理;(4)G蛋白和钙离子调控量子化神经递质分泌的机理。
Ion channel;Action potential;Secretion;Brain Slice;In vivo
1995-2008期间,在基金委杰青、重点等基金的支持下,我们在培养细胞胞体上系统研究了离子通道对动作电位编码(APC)和神经分泌的调控机理。在此基础上,本期基金主要研究了在更生理系统中胞体和突触分泌受离子通道和APC调控机理。主要进展(1)听觉脑薄片Calyx巨突触上应用双膜片钳记录(突触前膜电容-突触后EPSC),揭示APC对谷氨酸能突触分泌的调控机制,结果发现突触分泌主要取决于AP数目和频率,这与我们过去揭示的胞体分泌受AP-burst编码调控形成鲜明对照;(2)在活体脑纹状体,应用电化学微电极记录多巴胺释放,发现多巴胺神经分泌受APC调控的规律不同于谷氨酸能Calyx突触,更像胞体分泌类型,即对AP-burst编码敏感。至此,我在基金委18年不间断支持下,“离子通道-动作电位-神经分泌”课题提高到了前所未有的高度,揭示了这一神经系统基本问题在单细胞、脑薄片、和麻醉动物大脑的规律和机制。这些为今后在清醒动物实验奠定了基础。5 年发表相关论文20 余篇,其中本项目资助发表SCI论文12篇。这项系列工作取得国际反响,申请人最近应邀成为国际生理权威期刊Journal of Physiology首位中国编委。