
观察体外培养的新生大鼠耳蜗Kölliker器支持细胞是否存在并释放ATP,初步探讨其释放机制。
选取出生后1 d的Sprague-Dawley大鼠,分离耳蜗膜迷路,采用机械分离与酶消化相结合的方法获得单离的Kölliker器支持细胞。观察膜迷路和Kölliker器支持细胞的喹丫因染色情况。采用生物发光法,通过影响Kölliker器支持细胞ATP代谢、改变细胞内外Ca2+浓度、抑制细胞内磷脂酶信号通路及添加缝隙连接半通道阻断剂,观察Kölliker器支持细胞释放ATP浓度的变化。
用喹丫因染色体外培养的Kölliker器支持细胞,发现胞质中存在大量绿色星点状染色。采用生物发光法检测的ATP标准曲线呈明显的对数线性关系。随着巴佛洛霉素A1浓度增加,Kölliker器支持细胞培养液中ATP浓度逐渐降低,而随着己二酸二癸酯浓度的增加,培养液中ATP浓度逐渐升高;在一定浓度范围内,随着细胞外Ca2+浓度增加,Kölliker器支持细胞ATP的释放减少,而随着细胞内游离Ca2+浓度增加,Kölliker器支持细胞释放ATP量增加;培养液中加入甘珀酸钠或乌热酸抑制半通道后可以显著的降低ATP释放。此外,抑制细胞内磷脂酶信号通路也可以减少ATP的释放。
体外培养的新生大鼠耳蜗Kölliker器支持细胞存在并释放ATP,细胞内、外液中Ca2+浓度的变化可能通过调节半通道的开放而影响其ATP的释放。
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啮齿动物在出生后、听力出现之前,耳蜗中存在不依赖声刺激的自发性活动[1],出生后第2周,这种自发性活动起源于耳蜗中一种暂态结构——Kölliker器[2]。有研究表明Kölliker器的支持细胞可以自发节律性释放腺苷三磷酸(ATP)[2]。ATP作用于内毛细胞的嘌呤受体,生成肌醇1,4,5-三磷酸(inositol 1,4,5-trisphosphate,IP3),后者与受体结合,激发细胞内存储钙离子的释放,使内毛细胞去极化并释放谷氨酸,激活螺旋神经节细胞产生动作电位,以此模拟外界声输入的效应[3]。在出生后的发育过程中,ATP的释放会随Kölliker器支持细胞的凋亡而逐渐减少[4]。当外耳道开放,声波传入内耳,上述不依赖于声音的自发性活动即停止,Kölliker器退化[5],耳蜗的活动开始通过声音介导,内毛细胞受外界声刺激而产生听觉。Kölliker器的主要功能可能为激发耳蜗产生不依赖外界声音的自发性活动,其在促进毛细胞和听觉神经元的存活和成熟、突触的发育以及音频定位的精细化中发挥重要作用[6]。因此,Kölliker器支持细胞所释放的ATP对耳蜗发育至关重要。目前认为,ATP的释放机制涉及多种途径,包括囊泡释放机制,转运体转运,通过拉伸激活通道从而扩散,电压依赖的离子通道,缝隙连接半通道等 [7],但Kölliker器支持细胞ATP的释放机制尚不清楚。我们于2012年9月至2013年4月(2014年4月补充了部分实验)采用生物发光法证实了体外培养的新生大鼠耳蜗Kölliker器支持细胞存在并能够释放ATP,并通过影响Kölliker器支持细胞ATP代谢、改变细胞内外Ca2+浓度、抑制细胞内磷脂酶信号通路及添加缝隙连接半通道阻断剂等手段观察Kölliker器支持细胞释放ATP浓度的变化,以了解其释放ATP的可能机制。
























