溴虫腈对甜菜夜蛾神经元钠通道电流以及全细胞动作电位的影响

摘要

用全细胞膜片钳技术，从通道电流及动作电位方面分析了溴虫腈（chlorfenapyr）对急性分离的甜菜夜蛾（Laphygma exigua）幼虫中枢神经细胞电压门控钠通道功能的影响。
　　 在外液中施加浓度为10-5、10-7和10-9 mol/L的溴虫腈。结果表明：
　　 10-5mol/L作用10min左右，激活电压向正电位方向移动约10 mV，通道在-30 mV左右激活，电流幅值逐渐变小，30min时仅为初始电流的68.5％6.6％；加药前后激活曲线的V1/2act分别是（-27.77±1.35）mV和（-21.72±1.08）mV、k分别是（2.113±0.687）和（2.6145±0.414）；失活曲线左移，给药前后V1/2inact分别是（-43.94±1.13）mV和（-62.06±1.69）mV、k分别为（7.5725±0.543）和（13.151±1.23）。
　　 10-7mol/L作用20min左右，激活电压向正电位方向移动约10 mV，通道在-30 mV左右激活，电流幅值逐渐变小，30min时为初始电流的72.2％±7.1％；加药前后激活曲线的V1/2act分别是（-27.77±1.35）mV和（-24.05±1.25）mV、k分别是（2.113±0.687）和（2.8546±0.532）；加药前后失活曲线的V1/2inact分别是（-43.94±1.13）mV和（-54.51±1.54）mV，k分别为（7.5725±0.543）和（11.174±0.709）。
　　 10-9mol/L记录的30min内，激活电压未发生移动，但电流幅值逐渐变小，30min时为初始电流的80.3％±7.7％；加药前后激活曲线的V1/2act分别是（-27.77±1.35）mV和（-26.17±1.71）mV变化不明显、k分别是（2.113±0.687）和（2.3583±0.489）；失活曲线给药前后V1/2inaet分别是（-43.94±1.13）mV和（-48.34±1.13）mV；k分别为（7.5725±0.543）和（7.7784±0.476）。
　　 溴虫腈对动作电位的影响。10-5、10-7和10-9mol/L的溴虫腈作用1min后动作电位幅值分别为97.76±4.10mV、96.76±0.94mV和92.67±1.65mV；3min分别为94.09±5.17mV、91.79±4.65mV和84.64±6.15mV；5min分别为88.54±3.12mV、84.57±1.78mV和76.84±1.14mV；10min后分别为81.67±5.99mV、75.82±1.58和66.64±1.36。作用结果表明，溴虫腈能降低动作电位的幅度，并能使动作电位的时程随着药物作用时间的延长而增加。
　　 这说明溴虫腈能抑制甜菜夜蛾幼虫中枢神经元的兴奋性。使电压门控钠通道电流密度和通道功能发生改变。溴虫腈作用后，对甜菜夜蛾神经细胞钠电流峰值影响显著，通道不容易激活，促进了通道失活。说明甜菜夜蛾中枢神经细胞钠通道是溴虫腈药物的作用靶标之一。药物浓度不同对神经元钠电流影响不同，高浓度药物既能减小钠电流峰值又能使峰值电压左移，低浓度药物只能减小峰值电流。药物作用的主要方式是对钠电流峰值的抑制作用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

第一节 杀虫剂类型的发展害虫抗药性

1.1.1 杀虫剂类型介绍

1.1.2 昆虫的抗药性

第二节 膜片钳技术在昆虫毒理学和害虫抗药性研究中的应用

第三节 离子通道概述

1.3.1 离子通道具有多种特性

1.3.2 离子通道的结构和种类

1.3.3 静息电位和动作电位

1.3.4 昆虫神经元离子通道及杀虫剂作用机理

第四节 溴虫腈

第五节 本课题研究的内容和意义

1.5.1 本课题研究的基础

1.5.2 本课题研究的内容

1.5.3 本课题研究的意义

第二章 材料与方法

第一节 甜菜夜蛾的饲养

2.1.1 甜菜夜蛾

2.1.2 甜菜夜蛾幼虫的饲料配制

2.1.3 成虫食用糖水的配制方法

2.1.4 甜菜夜蛾的饲养步骤

第二节 甜菜夜蛾细胞的分离与培养

2.2.1 仪器与试剂

2.2.2 甜菜夜蛾神经细胞培养

2.2.3 培养用品的清洗和包装

第三节 甜菜夜蛾神经细胞膜片钳记录

2.3.1 仪器设备

2.3.2 电极制备

2.3.3 膜片钳操作

2.3.4 膜片钳加药技术

第四节 全细胞模式whole-cell recording mode记录电压门控电流

2.4.1 记录全细胞电流

2.4.2 记录电压门控钠通道电流

2.4.3 电压门控通道电流门控参数的数据处理

第五节 应用电流钳技术,在全细胞模式下记录动作电位

2.5.1 电流钳记录

2.5.2 操作程序

2.5.3 记录用液

2.5.4 刺激参数

第六节 数据处理与统计

第三章 实验结果与分析

第一节 甜菜夜蛾神经细胞

第二节 甜菜夜蛾神经细胞电压门控钠、钾、钙离子通道鉴定

3.2.1 电信号记录和记录溶液

3.2.2 试剂

3.2.3 结果

第三节 溴虫腈对甜菜夜蛾神经细胞动作电位的影响

3.3.1 目的

3.3.2 材料和方法

3.3.3 动作电位的基本性质

3.3.4 实验结果与初步分析

第四节 溴虫腈10-5mol/L对电压门控钠通道的影响

3.4.1 材料和方法

3.4.2 结果与分析

第五节 溴虫腈10-77mol/L对电压门控钠通道的影响

3.5.1 对照组和实验组细胞Idensity-Voltage关系曲线

3.5.2 对照组和溴虫腈作用组钠通道电流稳态激活曲线

3.5.3 对照组和溴虫腈作用组钠通道电流稳态失活曲线

第六节 溴虫腈10-9mol/L对电压门控钠通道的影响

3.6.1 对照组和实验组细胞Idenity-Voltage关系曲线

3.6.2 对照组和溴虫腈作用组钠通道电流稳态激活曲线

3.6.3 对照组和溴虫腈作用组钠通道电流稳态失活曲线

3.6.410-、10-7和10-9mol/L三个浓度的药物对神经细胞影响的比较

第四章 讨论

第一节 甜菜夜蛾神经细胞的离体培养

4.1.1 神经细胞培养概述

4.1.2 甜菜夜蛾神经细胞的急性分离培养

4.1.3 昆虫细胞生长用培养基

4.1.4 环境对甜菜夜蛾神经细胞离体培养的影响

第二节 昆虫电压门控离子通道类型

4.2.1 电压门控钠通道

4.2.2 电压门控钾通道

4.2.3 电压门控钙通道

第三节 溴虫腈对甜菜夜蛾电压门控钠离子通道门控特性的影响

4.3.1 溴虫腈对神经元兴奋性下降

4.3.2 溴虫腈作用钠通道门控动力学发生影响

4.3.3 溴虫腈作用钠通道门控动力学与溴虫腈浓度和作用时间的关系

第四节 溴虫腈对甜菜夜蛾神经细胞兴奋性的影响

第五章 结果与结论

5.1 实验主要结果

5.1.1 溴虫腈对动作电位的影响

5.1.2 三个浓度溴虫腈对甜菜夜蛾神经细胞钠通道的Idensity-Voltage、稳态激活和稳态失活曲线的影响

5.1.3 溴虫腈对钠电流的抑制率影响

5.2 实验主要结论

致 谢

参考文献

个人简历