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旭月NMT简报---关键词搜索:

第11期--非损伤微测技术用于神经毒性机制的研究

谷氨酸毒性研究:单个神经元O2消耗量、细胞内Ca2+浓度和线粒体膜电位的同时记录

图注:单个神经元细胞在Glu作用下O2消耗量、胞内Ca2+浓度和线粒体膜电位的变化过程。

神经元是可兴奋性细胞,在突触活动及产生动作电位后,神经元要产生大量的ATP驱动离子泵以提高胞内的Na+和Ca2+水平。谷氨酸(Glu)是重要的神经递质,负责快速突触传递及突触传递强度的长期变化,并参与认知和记忆等过程;但如果过度激活谷氨酸受体,谷氨酸会导致离子平衡破坏、细胞死亡等毒性反应。

本文为明确谷氨酸神经毒性的机制,将非损伤微测技术与激光共聚焦技术结合,以大鼠幼崽大脑皮层的神经元为被测样品,用非损伤微测技术(a self-referencing O2 electrode)检测单个神经元O2消耗量(即O2内流),而用激光共聚焦技术检测其胞内Ca2+浓度和线粒体膜电位。

研究发现,在谷氨酸作用下,细胞内Ca2+浓度上升,随后O2消耗量增加,这期间线粒体膜电位也发生相应改变。该结论直接证实了下述谷氨酸毒性机理模型:谷氨酸受体被激活后能引起Ca2+内流,导致细胞内ATP损耗。

将非损伤微测技术与激光共聚焦等技术相结合,检测生物样品内部和外部离子分子或其他信息的变化情况,已经成为揭示生命过程机理机制的重要手段。

 

关键词:非损伤微测技术(a self-referencing O2 electrode), 氧气消耗量(oxygen consumption), 谷氨酸(glutamate);

参考文献:Gleichmann M, et al. J Neurochem, 2009,109: 644-655

 

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