主题： NMT在活体组织研究上的应用--医学生理学

骨骼
文献编号：F2012-003

在生理学上，劳累和超负荷的压力导致骨骼遭受轻微的损伤，这种损伤能够被骨骼细胞定向修复。通常使用事后免疫组化分析骨骼细胞对损伤的反应，但是不能实时监测这种反应，且忽略了细胞周围环境对损伤反应和骨细胞的潜在影响。迄今为止，没有体外损伤模型研究骨骼细胞对损伤的反应。

2012年初，美国普渡大学的科学家发展了实时监测损伤的实验模型，报道了通过应力集中点诱导的Ca²⁺外流的研究方法。通过非损伤微测技术和荧光技术发现MC3T3-E1成骨细胞通过胞内Ca²⁺信号转导激活应力集中点的Ca²⁺外流，成骨细胞的活性与胞外的Ca²⁺有关。骨骼受到损伤导致骨骼把Ca²⁺释放到骨骼基质中，促进骨骼基质中的成骨细胞吸收Ca²⁺和细胞的生长，从而定向修复骨骼损伤的部位。

这个结果说明了一个新的前景，骨骼基质通过转换机械应力使化学信号（细胞外的Ca²⁺）进入细胞，担当细胞反应和修复的中间体，为研究骨骼的修复提供了一种新的方法。



骨骼
文献编号：F2005-003

骨骼是血浆中Ca²⁺的主要调节者。据统计80%的疾病与钙有关，可见钙的重要性。钙的摄取和吸收是关键性的生理问题，然而进出骨骼的Ca²⁺对于维持血浆的Ca²⁺平衡的调节机制的在科学界出现了很多争论。

近年来，《Bone》杂志报道了几位科学家使用“非损伤微测技术（SIET）”测定的生理状态下骨骼的Ca²⁺流的结果。在小鼠趾骨上打一个100μm的洞，把骨骼放入细胞外液(ECF)中测定Ca²⁺。发现洞的中心位置Ca²⁺在常态EFC溶液中出现内流，在无Ca²⁺的ECF溶液中出现外流，这种内外流的转变在整个实验期间都非常稳定；当添加10mM的NaCN时，10min之内Ca²⁺外流消失，说明这种外流具有细胞依赖性。这也更进一步证实了骨骼是Ca²⁺交换的调控者。

这项研究为我们理解Ca²⁺在骨骼和胞浆中的平衡提供了依据，我们可以据此来为人体补钙。也就是说，当我们缺钙时，通过补钙，可以暂时缓解缺钙的状况，但过多的Ca²⁺不能被骨骼吸收，骨骼对Ca²⁺的吸收程度取决于骨骼本身的生理状态。

---

脊髓
文献编号：F2008-014



文章简介：以豚鼠脊髓为研究材料，在脊髓受损位点处，检测到了自损伤开始后的Ca2+持续稳定的内流，流速为1.9-2.0 pmol/cm²/s，持续时间约为1小时。但是值得注意的是，损伤后的一小时内，损伤处的电流密度急剧下降，但与此同时，Ca²⁺内流速率却一直保持稳定。可以肯定的是，Ca²⁺的这一流动特征除了与受损部位细胞结构的破坏有关，很可能还起到其它作用。研究推测，脊髓受损初期的电流峰值是由Na⁺、Cl^-、Ca²⁺的流入，以及K⁺外排所共同参与的。而损伤后期的稳定电流可能是由相邻未受损细胞驱动微粒进入而产生的，这些微粒的主要成分就是Ca²⁺，由此了相邻细胞的继发性损伤。

---

消化系统——肠粘膜
文献编号：C2012-007



本文作者利用非损伤微测技术研究了大黄素的机制，发现大鼠结肠上皮细胞在大黄素作用下会出现较大数值的Cl^-外流（这一点与很多能引发腹泻的药物类似），而大黄素诱导的Cl^-外流与肥大细胞脱粒以及粘膜下胆碱能和非胆碱能神经元的激活密切相关。

中药药理药效的研究一直是一个难点，这也成为中药国际化的严重障碍。本文作者采用非损伤微测技术对中药有效成分药效的研究是非常有益的探索，基于非损伤微测技术的特点，该方法很可能成为研究中药整体药效的突破性手段。文中的非损伤微测技术实验由朱进霞教授实验室和旭月研究院合作完成。







消化系统——肠粘膜
文献编号：C2011-004



恩他卡朋（Entacapone）是一种广泛用于帕金森疾病（PD）治疗的药物，是儿茶酚-O-甲基转移酶（COMT）的抑制剂。然而，恩他卡朋有胃肠副作用，临床上约10%的服用者会出现腹泻。为了研究产生腹泻的机理，科学家采用的新方法非损伤微测技术结合传统方法研究了恩他卡朋造成腹泻的原因。

2011年，首都医科大学的朱进霞实验室使用非损伤微测技术测定了Cl^-的流速，短路电流（ISC）测定了带电的离子运输，放射性免疫方法（RIA）测定了胞内的cAMP含量。发现恩他卡朋增加了大鼠末梢结肠粘膜的ISC和Cl^-分泌，顶端施加二苯胺2，2’-二羧酸（DPC）（一种Cl-通道抑制剂）显著抑制了ISC，基底外侧施用布美他尼（Na+-K+-2Cl-（NLCC）共转运抑制剂）等显著抑制了Cl^-外流。消炎痛抑制内源前列腺素（PG）的合成，并且降低了粘膜下层肠神经的活性以及河豚毒素（TTX）抑制的恩他卡朋引起的ISC的增加和Cl^-的分泌。

恩他卡朋刺激大鼠结肠cAMP依赖的Cl^-的分泌，这个过程由内源的PG和粘膜下层肠神经系统所调节。这项研究比较完善地解释了恩他卡朋产生胃肠道不适应症的原因，即Cl^-大量分泌。