咖啡因誘導的鯽魚視網(wǎng)膜水平細胞胞內鈣振蕩及鈣庫操縱的鈣內流的貢獻.pdf

1、鈣離子是重要的細胞內信號分子，在為數(shù)眾多的細胞內信號通路中發(fā)揮關鍵作用。胞內鈣庫的鈣釋放是鈣離子進入細胞質的主要機制之一，在遞質釋放、突觸可塑性等過程中發(fā)揮作用。視網(wǎng)膜水平細胞接受光感受器的興奮性輸入，其對光感受器的負反饋是雙極細胞和神經(jīng)節(jié)細胞中心-周圍拮抗的感受野形成的基礎。研究發(fā)現(xiàn)，硬骨魚視網(wǎng)膜水平細胞的胞內鈣庫上表達有ryanodine受體（RyR）這一鈣離子釋放通道。RyR可通過鈣引鈣釋放（Ca2+-induced Ca2+ r

2、elease，CICR）的方式被激活，介導鈣庫鈣釋放，該過程在水平細胞與光感受器之間突觸的可塑性和水平細胞GABA轉運體電流的調控等生理過程中發(fā)揮重要作用。然而水平細胞胞內鈣庫鈣信號的具體調控機制尚不清楚，對該問題的研究是進一步理解水平細胞突觸可塑性等現(xiàn)象及其生理功能的基礎。
　　本論文第一部分工作以鯽魚視網(wǎng)膜 H1型水平細胞（H1細胞）為標本，運用鈣離子熒光顯微成像技術，研究了咖啡因（caffeine，RyR激動劑）作用下，H1

3、細胞胞內鈣庫鈣離子的釋放、排空及重攝取機制。鈣成像實驗顯示，胞外灌流 caffeine能誘導 H1細胞胞內鈣庫的鈣釋放，產(chǎn)生鈣振蕩，所誘導出的鈣振蕩的模式依賴于caffeine的濃度及灌流時長。在胞外無鈣的條件下研究重復 caffeine刺激誘導的鈣反應，發(fā)現(xiàn)第二次caffeine刺激未能誘導胞內鈣升高，重新灌流含鈣 Ringer氏液可使鈣反應部分恢復，提示胞內鈣庫的重攝取依賴于胞外鈣，同時提示存在實現(xiàn)鈣庫重攝取的鈣內流通路。用含有th

4、apsigargin的無鈣Ringer氏液排空H1細胞的胞內鈣庫后，重新灌流含鈣 Ringer氏液會導致 H1細胞胞內鈣升高，證明鈣庫排空可誘導胞外鈣內流，該反應能被鈣庫調控的鈣內流通道（store-operated channel，SOC）的抑制劑2-aminoethoxydiphenyl borate（2-APB）抑制，提示鈣內流是由SOC介導的。綜上所述，胞外灌流caffeine可使胞內鈣庫的鈣經(jīng)RyR釋放到細胞質內，使鈣庫排空，

5、排空后的鈣庫可通過攝取由SOC內流的鈣離子重新充盈。
　　胞內鈣振蕩是復雜的非線性過程相互作用的結果，為解釋 caffeine誘導的H1細胞胞內鈣振蕩的產(chǎn)生機制，本文第二部分通過構造數(shù)學模型，模擬了 caffeine誘導的視網(wǎng)膜 H1細胞胞內鈣振蕩現(xiàn)象，并利用模型探討了caffeine濃度對鈣振蕩模式的影響以及2-APB抑制鈣振蕩的可能過程。模型結果提示，鈣振蕩的產(chǎn)生是 H1細胞上相關鈣調控機制協(xié)同作用的結果，SOC介導的鈣內流是