β淀粉肽140对海马神经元高电压激活钙电流的作用及银杏内酯B对该作用的影响.pdf

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1、A c t a P h y s i o l o g i c a S i n i c a , F e b rua ry 2 5 , 2 0 0 6 , 5 8 ( 1 ) : 1 4 - 2 0 h t t p : / / w w w . a c t a p s . c o m . c n A c t i o n o f (3 - a m y l o i d p e p t i d e 14 0 o n I I v A a n d it s m o d u l a t i o n b y g i n k g o li d e B C H E N L e i , L I U C h a n g -

2、 J i n “ , T A N G Mi n g , L I A i l , H U X i n - Wu , Z h o u Y i n g , J u r g e n H e s c h e l e r 2 D e p a r t m e n t o f P h y s i o l o g y , T o n g i i M e d i c a l C o l l e g e , H u a z h o n g U n i v e r s i ty o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , W u h a n 4 3 0 0 3 0 ,

3、C h i n a ; I n s t i t u t e o f N e u r o p h y s i o l o g y , U n i v e r s i ty o f C o l o g n e , C o l o g n e D - 5 0 9 3 1 , G e r m a n y A b s t r a c t : W h o l e - c e l l p a t c h c l a m p r e c o r d i n g w a s u s e d t o i n v e s t i g a t e t h e a c t i o n o f (3 - a m y l

4、o i d p e p t i d e , , , ( A R , -4 0 ) o n h i g h v o l t a g e - a c t i v a t e d c a l c i u m c h a n n e l c u r r e n t 吸。 ) i n a c u t e l y i s o l a t e d h i p p o c a m p a l C A I p y r a m i d a l n e u r o n s i n r a t s a n d o b s e r v e i t s m o d u l a t i o n b y g i n k g

5、o l i d e B ( G B ) . D rug w a s a p p l i e d b y e x t r a c e l l u l a r b a t h o r a d d i n g i n t h e p i p e t t e s o l u t i o n , a n d i t s e f f e c t w a s d e t e r m i n e d b y c o m p a r i n g t h e a m p l i t u d e o f 几 V A b e f o r e a n d a f t e r t h e d ru g a p p l i

6、 c a t i o n . B a t h a p p l i c a t i o n o f a g g r e g a t e d A (3 1-4 0 a t c o n c e n t r a t i o n s o f 0 .0 1 3 0 p m o l / L i n c r e a s e d t h e a m p l i t u d e o f I H v A i n a d o s e - d e p e n d e n t m a n n e r b y ( 5 .4 3 士 3 .0 1 ) % a ( n = 8 , P 0 .0 5 ) , ( 1 0 .4 9

7、 土 4 . 1 3 ) % ( n = 1 1 , P 0 .0 5 ) , ( 4 0 .6 9 土 8 .0 1 ) % ( n = 1 6 , P 0 .0 5 ) . L - t y p e c a l c i u m c h a n n e l a n t a g o n i s t n i f e d i p i n e a b o l i s h e d t h e i n c r e a s e o f I H V A b y A p 1-4 0 T h e i n c r e a s e o f I H V A b y A p 1 -4 0 ( 1 . 0 p m o l

8、/ L ) w a s e n h a n c e d t o ( 6 6 . 1 9 士 5 .7 4 ) % ( P 0 . 0 5 ) , ( 1 0 . 4 9 1 4 . 1 3 ) % ( n = 1 1 ， P 0 . 0 5 ) , ( 4 0 . 6 9 土 8 .0 1 ) % ( n = 1 6 , P 0 .0 5 ) o L 一 型 钙 通 道 阻 断 剂n if e d ip in e 可 以 抵 消A R ,_40 对I H V 、 的 增 强 作 用 。 A 民 a 0 ( 1 .0 p m o l/ L ) 对蝙 的 增 强 作 用 可 以 被c A M P

9、的 类 似 物8 - B r - c A M P 和 腺 普 酸 环 化 酶 ( a d e n y l y l c y c la s e , A C ) 的 激 动 剂f o r s k o l i n 增强 分别为 ( 6 6 . 1 9 土 5 .7 4 ) % , 尸 0 . 0 5 ) , ( 1 0 .4 9 士 4 . 1 3 ) % ( n = 1 1 , P 0 .0 5 ) , ( 4 0 . 6 9 土 8 .0 1 ) % ( n = 1 6 , P 0 .0 5 ) ( F i g . 3 ) . n = 1 6 * J且 八U山.ICU nU01100 ，1内j 0

10、011n分 八JZJJ. * * 尸 0 .0 5 . Wh e n 1 0 p m o l/ L n i f e d ip i n e w a s a p p l ie d f i r s t ly , a ft e r a s t e a d y d e c r e a s e o f 1 1v A , 1 .0 p m o l/ L A p 1a . w a s c o - a p p li e d , t h e a m p l i t u d e s o f I v A b e f o r e a n d a ft e r A p 1 -a o a p p li c a t i o

11、n w e r e ( 7 .6 4 1 4 . 1 6 ) p A / p F a n d ( 7 .8 9 1 2 . 5 6 ) p A / p F , r e s p e c - t i v e l y ( n = 6 , P 0 .0 5 ) . 2 . 3 A c t i o n o f f r e s h A p 1 -4 0 o n I H V A i n h i p p o c a m p a l neur ons A p ， 、 。H - 8 9 + A p ， 、 。 F i g .4 . P e r c e n t a g e o f i n c r e a s e d

12、 I H , , b y A p 1 -4 0 1 .0 g m o l / L i n t h e p r e s e n c e a n d a b s e n c e o f H - 8 9 , * P 0 .0 5 ) i n i n h i b i t - i n g i n c r e as e d I 1v , b y A (3 ,-4 , . 4 0 1 0 0 n 5 或UO一1一q一u一多好节。牙lu。ujad 2 0 岁ese巴ou一多好乞e口门ue臼。d 0 A p ， 、 。8 - B r - c A M P + A p ， 、 。 F i g .5 . P e r

13、c e n t a g e o f i n c r e a s e d I v , b y A (3 , _, 0 a n d A (3 , .4 0 c o - s u p e r - f u s i o n w i t h 8 - B r - c A M P . P 0 .0 5 v s A (3 , _4 O , u n p a i r e d t - t e s t . 2 . 4 . 3 F o r s k o l i n A p p l i c a t i o n o f 1 0 p m o l 几 f o r s k o l i n i n c r e a s e d I H v

14、 A b y ( 2 8 . 1 8 1 3 . 1 9 ) % ( n = 6 , P 0 . 0 5 ) . B a t h a p p l i c a t i o n o f 1 0 E u n o l / L f o r s k o l i n i n c o m b i n a t i o n w i t h 1 .0 p m o l/ L A p 1-4 0 i n c r e a s e d I , , b y ( 7 3 .2 1 1 6 .9 0 ) % ( n = 7 , P 0 . 0 1 ) . S i m i l a r w i t h 8 - B r - c A M

15、P , t h e i n c r e a s e i n I H V A w as s i g n i f i c a n t c o m - p a r e d w i t h t h e e ff e c t o f A p ,_, w i t h o u t f o r s k o l i n ( n = 2 1 , P 0 . 0 5 ) ( F i g . 6 ) . 0 +- - 一一 . 尸-一 一 0 . 0 0 0 1 0 . 0 0 1 0 . 0 1 0 . 11 0 1 0 0 G in k g o lid e B ( p m o l/ L ) n = 7 * 萝8

16、0 6 0 F i g . 7 . C o n c e n t r a t i o n - r e s p o n s e r e l a t i o n s h i p f o r t h e i n h i b i t i o n o f G B o n t h e a c t i o n o f A p , _, 0 ( 1 .0 p m o l/ L ) i n h i p p o c a m p a l n e u r o n s . I n t h e c o n c e n t r a t i o n - r e s p o n s e c u r v e f o r G B ,

17、 e a c h p o i n t r e p r e - s e n t s t h e me a n s 1 S E M o f t h e i n h i b i t i o n r a t e o f GB f r o m 5 t o 1 0 c e l l s . T h e c u r v e s h o w n i s t h e f i t o f t h e d a t a t o t h e l o g i s t i c e q u a - t i o n Y - Y _l 1 + ( I C 5 d C ) “ , w h e r e C i s t h e c o

18、n c e n t r a t i o n o f G B , Y i s t h e f r a c t i o n o f t h e m a x i m a l i n h i b i t i o n r e s p o n s e v a l u e , n i s t h e H i l l c o e f f i c i e n t , a n d I C 5 0 i s t h e c o n c e n t r a t i o n o f G B p r o d u c i n g 5 0 % i n h i b i t i o n o n t h e i n c r e a

19、s e i n I H v A b y A p , -4 o a t 1 .0 p m o l / L . I C 5 0 v a l u e i s ( 0 . 0 1 5 2 4 1 0 .0 0 8 7 1 ) p m o l / L a n d n i s 0 .4 1 0 1 . n = 1 6 4 0 3 DI S CUS S I ON 2 0 0 F i g . 6 . P e r c e n t a g e o f i n c r e a s e d I H v A b y A 3 , -4 0 a n d A (3 , _4 0 c o s u p e r f u s i o

20、 n w i t h f o r s k o l i n . P 0 .0 5 v s A p 1-4 0 , u n p a i r e d t - t e s t . 2 . 5 E f f e c t o f G B o n t h e a c t i o n o f A p 1 -4 0 I t h a s b e e n p r o v e d b y o u r p r e v i o u s w o r k t h a t G B h a d n o E n d o g e n o u s A p i s a m a j o r c o n t r i b u t o r t o

21、 t h e p a t h o g e n e s i s o f A D . A g g r e g a t e d AR,-4o c a u s e s i m p a ir m e n t o f l e a r n i n g a n d me mo r y a n d n e u r o n a l d e g e n e r a t i o n i n r a t s a f t e r i n t r a h ip p o c a m p a l i n j e c t i o n s“ I. I t h as b e e n r e p o r te d t h a t A

22、(3 c a n c a u s e a n i n c r e a s e o f i n t r a c e l l u l a r f r e e c a l c i u m ( C a 2 + ) , l e a d in g t o d i s r u p t i o n o f c e l lu l a r C a h o m e o s t a s i s , w h i c h p l a y s a k e y r o le i n a ll A -i n d u c e d n e u ro to x ic e ff e c t s iZ . V D C C i s o n

23、 e o f t h e i m p o r t a n t p a t h s f o r e x t r a c e l l u l a r C a i n fl u x . I n t h i s s t u d y , w h o l e c e l l p a t c h c l a m p t e c h n i q u e w a s u s e d t o r e c o r d t h e I H v A o n a c u t e l y i s o l a t e d h i p p o c a m p a l estaeJ。u一多工乞06三u。日od A (30 F o

24、 r s k o lin + A 日 ， 、 。 C H E N L e i e t a l : A c t i o n o f (3 - a m y l o i d P e p t i d e , o n 1 , , A a n d i t s M o d u l a t i o n b y G i n k g o l i d e B 1 9 C AI p y r a m i d a l n e u r o n s i n r a t s . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t e x t r a c e l l u l a r a p p l i

25、 c a t i o n o f 1 .0 , 1 0 a n d 3 0 p m o l/ L A p 1-4 0 c o u l d e n h a n c e I H V A a t e v e ry m e m b r a n e p o t e n t i a l w i t h o u t a n o b v i o u s s h i f t i n c h a n n e l a c t i v a t i o n k i n e t i c s , a n d t h i s e n h a n c e m e n t i n c r e a s e d a s A p ，

26、、c o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e d , w h i c h m a y b e t h e p o s s i b l e m e c h a n i s m b y w h i c h A p i s m o r e n e u r o t o x i c w i t h i t s d e p o s i t i o n i n c r e a s i n g i n c e n t r a l n e r v o u s s y s t e m. T h i s r e s u l t i s i n w e l l c o i n

27、c i d e n c e w i t h t h a t o f Ma c m a n u s r e p o r t i l a n d t h a t th e p a t i e n t s c o n d i - t i o n i s m o r e s e r i o u s w i t h m o r e A (3 d e p o s i t i o n . E x t r a c e l l u l a r a p p l i c a t i o n o f s o l u b l e A R ,-, a n d a g g r e g a t e d A (3 ,-4 o

28、a t t h e s a m e c o n c e n t r a t i o n ( 1 . 0 E t m o l / L ) d e m o n s t r a t e d t h a t t h e f o r m e r a l m o s t h a d n o e ff e c t o n I , v A , w h i l e t h e l a tt e r c o u l d e n h a n c e t h e a m p l i t u d e o f 石 N A b y 4 0 .6 9 % , w h i c h m i g h t e x p l a i n

29、 t h a t A p w a s l e s s n e u r o t o x i c b e f o r e f o r m i n g a g g r e g a t i o n . A c c o r d i n g t o t h e d i f f e r e n c e o f a c t i v a t i o n t h r e s h o l d , V D C C s i n h i p p o c a m p a l n e u r o n s a r e d i v i d e d i n t o h i g h v o l t - a g e - a c t i

30、 v a t e d c h a n n e l s a n d l o w v o l t a g e - a c t i v a t e d ( L V A ) c h a n n e l s . T h e f o r me r c a n b e f u r t h e r d i v i d e d i n t o d i f f e r e n t t y p e s s u c h a s L - , N - , P / Q - , R - t y p e e t a l . , w i t h L - a n d N - ty p e b e i n g t h e m a j

31、 o r c o m p o n e n t s o f H V A c h a n n e l s . T o e x a m i n e w h e t h e r a s p e c i fi c s u b ty p e o f t h e H V A c h a n n e l s i s m o d u l a t e d b y A (3 ,-, i n th e h i p p o c a m p a l n e u r o n s , n i f e d ip in e , a b l o c k e r o f t h e L - t y p e C a c h a n n

32、 e l s w a s u s e d . I n t h e e x p e r i m e n t , t h e i n c r e a s e o f 1 白 V A 勿A p ,_, O w a s r e v e r s e d b y n i f e d i p i n e , i n d i c a t in g t h a t A (3 ,-, s e l e c t iv e ly e n h a n c e d L - ty p e C a “ c h a n n e l s . I t h a s b e e n d e mo n s t r a t e d t h

33、a t t h e f u n c t i o n o f V D C C s i s m o d u l a t e d b y p r o t e i n p h o s p h o ry l a t i o n a n d p r o t e i n k i n a s e A ( P K A ) m o d u l a t e s t h e a c t i v i t y o f t h e L - ty p e C a t c h a n n e l s i n t h e h i p p o c a m p a l n e u r o n s “ 3 I. T o i n - v

34、 e s t ig a t e w h e th e r A 氏 -, e n h a n c e d L - ty p e v o l t a g e - g a t e d C a t c u r r e n t s t h r o u g h m e d i a t i o n o f P K A , H - 8 9 , 8 - B r - C A MP a n d f o r s k o l i n w e r e u s e d . H - 8 9 p a r t l y r e v e r s e d t h e i n c r e a s e d I H V A a m p li

35、 t u d e b y 1 .0 E u n o l/ L A P I-4 0 . C o- a p p li c a ti o n o f A P ,-, wi t h 8 - Br - C AMP o r f o r s k o l i n l e d t o mo r e c a l c i u m i n f l u x . T h e s e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t P K A s y s t e m p a r t ic i p a t e d i n t h e e n h a n c e m e n t o f I a

36、v A b y A (3 , -4 0 . I n a w o r d , A P , 4 0 m i g h t a c t i v a t e A C - C A MP - P K A f i r s t , a n d t h e n e n h a n c e L - t y p e v o l t a g e - g a t e d c a l c i u m c h a n n e l s . H o w e v e r , s o m e p a p e r s r e p o r te d t h a t A p i n c r e a s e d L - t y p e v

37、o l t a g e - g a t e d c a l c i u m c h a n n e l s t h r o u g h m i t o g e n - a c t i v a t e d p r o t e i n ( MA P ) k i n a s e r a t h e r t h a n P K A 1 3 . We d o n o t k n o w y e t t h e r e a s o n s . T h i s d i f f e r e n c e m i g h t b e d u e t o t h e d i f f e r e n t l e n

38、g t h o f A p u s e d o r d i f f e r e n t c e l l t y p e s t e s t e d . T h e p o s s i b l e r o l e o f MA P k i n as e p l a y e d p a r tl y i n t h e e n h a n c e m e n t o f L - t y p e c a l c i u m c u r r e n t s c a n t b e e x c l u d e d i n t h i s s t u d y . E G B i s a k i n d o

39、 f me d i c i n a l h e r b , a n d GB , o n e o f t h e c o n s t i t u e n t s o f E G B c a n b e s y n t h e s i z e d a r t i fi c i a l l y . G B h as e x t e n s i v e p r o t e c t i v e e f f e c t s o n c e n t r a l n e r v o u s s y s t e m a n d c i r c u l a t i o n s y s t e m . F o r

40、 e x a m p l e , G B c a n p r o t e c t h i p p o c - a m p a l n e u r o n s a n d c u l t u r e d n e u r o n s fr o m t h e i n j u ry c a u s e d b y a l u m i n u m 1% h y p o x i a a n d i s c h e m i a . I n v i v o , t r e a t m e n t w i t h G B r e d u c e d t h e b r a i n i n j u ry a f

41、 t e r f o c a l a n d g l o b a l i s c h e m i a i n m i c e a n d r a t s E“ 1 . T h e p r o t e c t i v e e f f e c t o f G B i n v o l v e s m a n y p a t h w a y s , i n c l u d i n g e li m i n a t i n g f re e o x y - g e n r a d i c a l s E6 1, a c t i n g as t h e a n t a g o n i s t o f p

42、 l a t e l e t - a c t i v a t - i n g f a c t o r “ a n d m o d u l a t i n g i n t r a c e l l u l a r s i g n a l t r a n s d u c - t i o n e v e n t s , s u c h a s P K C 1 e t a l . I n t h i s s t u 即， i t i s t h e f i r s t r e p o r t t h a t G B c a n p r o t e c t n e u r o n s fr o m n e

43、 u r o t o x i c - i t y c a u s e d b y A p , ,0 b y r e d u c i n g C a “ i, a n d t h i s p r o t e c t i v e e f f e c t m i g h t b e m e d i a t e d t h r o u g h P K A . T h e m e c h a n i s m b y w h i c h G B i n h ib i t s I 1 v A r e m a i n s t o b e f u r th e r in v e s t i g a t e d

44、. 2 4 6 7 9 S t e p h a n A , L a r o c h e S , D a v i s S . G e n e r a t i o n o f a g g r e g a t e d p - a m y l o i d i n t h e r a t h i p p o c a m p u s i m p a i r s s y n a p t i c t r a n s m i s s i o n a n d p l a s t i c i ty a n d c a u s e s m e m o ry d e fi c i t s . J N e u r o s

45、 c i 2 0 0 1 ; 2 1 ( 1 5 ) : 5 7 0 3 - 5 7 1 4 . T r u b e t s k a y a V V , S te p a n i c h e v M Y , O n u fr i e v M V , L a z a r e v a N A , Ma r k e v i c h V A , G u l y a e v a N V . A d m i n i s t r a t i o n o f a g g re g a t e d b e t a - a m y l o i d p e p t i d e i n d u c e s c h a

46、 n g e s i n l o n g - t e r m p o t e n t i a t i o n i n t h e h i p p o c a m p u s in v i v o . N e u r o s c i B e h a v P h y s i o l 2 0 0 3 ; 3 3 ( 2 ) : 9 5 - 9 8 . Wa l s h D M, K l y u b i n 1 , F a d e e v a J V , C u ll e n WK , A n w y l R , Wo l f e MS , R o w a n MJ , S e l k o e D J

47、 . N a t u r a l l y s e c r e t e d o l i g o m e r s o f a m y l o i d p p r o t e i n p o t e n t l y i n h i b i t h i p p o c a m p a l l o n g - t e r m p o - t e n t i a t i o n i n v i v o . N a t u r e 2 0 0 2 ; 4 1 6 : 5 3 5 - 5 3 9 . R o v i r a C , A r b e z N , M a r i a n i J . A p ( 2

48、 5 - 3 5 ) a n d A p ( 1 - 4 0 ) a c t o n d i f f e re n t c a l c i u m c h a n n e l s i n C A I h i p p o c a m p a l n e u ro n s . B i o c h e m B i o p h y s R e s C o m m u n 2 0 0 2 ; 2 9 6 : 1 3 1 7 - 1 3 2 1 . Ma c Ma n u s A , R a m s d e n M, Mu r r a y M, H e n d e r s o n Z , P e a r

49、s o n H A , C a m p b e l l V A . E n h a n c e m e n t o f a s C a t i n fl u x a n d v o l t a g e - d e p e n d e n t C a t c h a n n e l a c t i v i t y b y p - a m y l o i d - ( 1 - 4 0 ) i n r a t c o r t i c a l s y n a p t o s o m e s a n d c u l t u r e d c o r t i c a l n e u r o n s , m o d u l a - t i o n b y t h e p r o i n fl a m m a t o ry c y t o k i n e i n t e r l e u k i n - 1 p . J B i o l C h e m 2 0 0 0 ; 2 7 5 ( 7 ) : 4 7 1 3 - 4 7 1 8 . Wh i t s o n J S , A p p e l S H . N e u r o t o x