非平稳条件下的涨落分析：皮层锥体神经元中的单 Ca 通道电流
神经元与认知
2017-12-13 v3
摘要
涨落分析是一种即便在离子通道单通道电流过小而无法用膜片钳技术直接分辨时也能测量其大小的方法。电压门控 Ca2+ 通道（VGCCs）即属此情况。它们存在于所有哺乳动物中枢神经元中，控制突触前递质释放、突触后信号传导与突触整合。然而，在生理浓度细胞外 Ca2+ 下，其单通道电流幅度很小且未被很好确定。但测量此量对于估算膜上功能性 VGCCs 的数量、通道相关 Ca2+ 信号域的大小以及理解 Ca2+ 信号的随机性质至关重要。在此，我们在生理外部 Ca2+（1-2 mM）下，记录了来自大鼠新皮层第5层锥体神经元核膜片中的 VGCC 电流。常规涨落分析所需的电流响应整体平均因 VGCC 电流的快速衰减（rundown）而被证明不实用。因此我们开发了一种更稳健的方法，利用对单个电流响应的平均电流拟合与带通滤波。此外，电压斜坡刺激被证明有用。我们通过分析模拟数据验证了该方法的准确性。在外部 Ca2+ 浓度 1 mM、膜电位 -20 mV 下，我们发现平均单通道电流幅度约为 0.04 pA，在外部 Ca2+ 2 mM 时增至 0.065 pA，5 mM 时增至 0.12 pA。涨落的弛豫时间常数在 0.2-0.8 ms 范围内。这些结果与理解新皮层第5层锥体神经元树突 Ca2+ 棘波的随机性质相关。利用所报道的方法，即便在不稳定衰减条件下，也能准确分辨天然 VGCCs 的单通道电流幅度。
引用
@article{arxiv.1603.02007,
title = {Fluctuation analysis in nonstationary conditions: single Ca channel current in cortical pyramidal neurons},
author = {Christian Scheppach and Hugh P. C. Robinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.02007},
year = {2017}
}