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目的:研究氧化剂过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)、抗氧化剂维生素E(α-tocopherol,VitE)对老年豚鼠单离耳蜗外毛细胞大电导钙激活钾通道(large-conductance Ca2+-and voltage-activated K+ channel,BKCa)的影响,探讨H2O2和VitE影响外毛细胞BKCa的作用机制,以及其如何调节外毛细胞的功能状态,从而影响某些老年性内耳疾病的发生和发展,为临床防治老年性聋等内耳疾病提供某些新的思路。方法:采用膜片钳单通道技术。1.外毛细胞的分离选择健康花斑36月龄豚鼠50只,耳廓外形正常,无耳外伤,耳廓反射灵敏,耳镜检查鼓膜未见异常,耳声反射存在,雌雄不论,迅速断头后取出双侧听泡,将双侧听泡放于正常细胞外液中,在解剖显微镜下去除蜗壳,保持膜迷路和蜗轴的完整,从蜗轴底部离断后,迅速将膜迷路放入含Ⅳ型胶原酶的细胞外液中1015分钟,酶消化结束后,放入正常细胞外液中35分钟,然后放入预先用人纤维连接纯化蛋白处理过的浴槽中,解剖显微镜下撕去螺旋韧带,将基底膜留在浴槽中并机械吹打,分离出外毛细胞,静置1015分钟待其贴壁。2.通道电流记录将急性酶机械分离的外毛细胞置于对称性高钾溶液中(细胞外钾[K+]o:细胞内钾[K+]i=140.0:140.0mmol/L)中,采用细胞贴附式和内面向外式记录BKCa电流,所得电流通过膜片钳放大器(CEZ-2200)放大,滤波(3KHz)后输入计算机,采用P-Clamp10.1软件包进行分析处理,并选用以下分析指标:(1)电流幅值(Current Amplitude,Am);(2)开放概率(Probability of Open,Po);(3)平均开放时间(Mean Open Time,To);(4)平均关闭时间(Mean Close Time,Tc)。3 .鉴别并分析通道通过改变钳制电压,观察并记录在细胞贴附式和内面向外式下BKCa通道开放的电压依赖性,然后改变浴液中钙离子的浓度,使其依次达到1.0×10-7mol/L、5.0×10-7mol/L、1.0×10-6mol/L、1.0×10-5mol/L,分别观察和记录通道开放的钙离子敏感性;然后使用BKCa通道阻滞剂2050mmol/L的四乙基胺(tetraelthylarninonium,TEA),观察通道电流幅值的变化。4.药物作用观察(1)本次实验中浴槽内浴液2ml,在形成高阻封接后,采用细胞贴附式记录,依次向浴槽内加入不同浓度的H2O2,使浴液中的药物终浓度依次达100μmol/L、200μmol/L、300μmol/L、400μmol/L,观察并记录不同浓度H2O2对BKCa通道的作用,然后用不含药物的浴液灌洗,观察通道的恢复情况;(2)在观察到300μmol/L H2O2对BKCa通道的作用后,不洗脱,加入不同浓度的VitE,使VitE的终浓度分别达到50μmol/L、100μmol/L、150μmol/L、200μmol/L,观察VitE对H2O2激活的BKCa通道的影响。结果:1.在对称性高钾溶液中,内面向外式记录到电导为218.45±0.53pS的外向电流,BKCa的平均开放时间To、开放概率Po随电压增加而增加,反转电位为0mV;在浴液中加入不同浓度的钙离子后,BKCa通道被明显激活且具有钙浓度依赖性,Po明显增加;在加入阻断剂TEA后,通常电流幅值Am呈浓度依赖性下降,在TEA达50mmol/L时通道可被完全阻断。2.细胞贴附式记录到300μmol/L H2O2能增加老年豚鼠单离耳蜗外毛细胞BKCa通道的活性,150μmol/L VitE能下调H2O2引起的BKCa通道活性的增加。结论:1.本实验测得的电流为大电导钙激活钾通道BKCa,具有大电导,钙依赖性,电压依赖性,单通道电导值为218.45±0.53pS(n=6)。2.适宜浓度的H2O2能增加豚鼠单离耳蜗外毛细胞BKCa开放的概率,而适宜浓度的VitE能下调H2O2增加的豚鼠单离耳蜗外毛细胞BKCa电流。3.实验结果证明,H2O2和VitE从离子通道水平参与了耳蜗外毛细胞的损害和保护,并且胞内机制可能参与了它们的作用发挥。4.根据实验结果推测,H2O2和VitE可能参与了老年性聋的发病过程,为老年性聋的抗氧化治疗提供了进一步的理论支持。