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目的建立慢性间歇低氧(chronic intermittent hypoxia,CIH)小鼠模型,观察CIH对小鼠海马CA1区神经元胞膜上高电压激活钙电流及动力学特性的影响,以及L型钙通道亚单位Cav1.3(α1D)表达的改变,探讨高电压激活钙通道在CIH介导神经细胞内钙超载诱导神经认知功能损伤中的作用。方法ICR雄性小鼠55只,体重2025g,随机分为常氧对照组(RA+VEH组)15只、慢性间歇低氧组(CIH+VEH组)15只、慢性间歇低氧+尼莫地平干预组(CIH+NIM组)15只和慢性间歇低氧+盐酸美金刚干预组(CIH+MEM组)10只。CIH+VEH组、CIH+NIM组、CIH+MEM组小鼠予间歇低氧环境中(8h/d),RA+VEH组小鼠予常氧环境中,CIH+NIM组、CIH+MEM组小鼠每日间歇低氧前15min,分别腹腔注射尼莫地平注射液(10mg/kg/d)、盐酸美金刚溶液(5mg/kg/d),RA+VEH组和CIH+VEH组小鼠分别腹腔注射等体积酒精溶剂或等量生理盐水。采用脑片全细胞膜片钳技术记录小鼠海马CA1区神经元胞膜上高电压激活钙电流,绘制钙电流密度-电压曲线、钙通道的激活曲线和稳态失活曲线,Western blot检测小鼠海马组织Cav1.3(α1D)表达改变,分析并比较各实验组之间钙电流密度、钙通道动力学特性以及L型钙通道亚单位Cav1.3表达的差异。结果一、电生理结果1、脑片全细胞膜片钳记录高电压激活钙电流结果:与RA+VEH组相比,CIH+VEH组海马CA1区神经元胞膜上高电压激活钙通道的电流密度峰值显著升高(RA+VEH:-71.99±9.21pA/pF,n=19 vs CIH+VEH:-135.42±15.41pA/pF,n=25,**p<0.01),而钙通道阻滞剂NIM干预后降低了高电压激活钙通道的电流密度峰值(CIH+VEH:-135.42±15.4pA/pF,n=25 vs CIH+NIM:-88.12±9.33pA/pF,n=16,*p<0.05)。同样,NMDAR阻滞剂MEM也降低了钙电流密度峰值(CIH+VEH:-135.42±15.4pA/pF,n=25 vs CIH+MEM:-46.36±7.21pA/pF,n=11,##p<0.01)。RA+VEH组与CIH+NIM组及与CIH+MEM组之间分别比较,无统计学差异。2、钙电流激活动力学结果:与RA+VEH组相比,CIH+VEH组的钙电流激活曲线发生右移,半激活电压去极化程度升高(RA+VEH:-22.29±0.88mV,n=19 vs CIH+VEH:-25.39±1.03mV,n=25,*p<0.05),而钙通道阻滞剂NIM干预后,使得钙电流的激活曲线发生左移,半激活电压去极化程度降低(CIH+VEH:-25.39±1.03mV,n=25 vs CIH+NIM:-21.68±1.24mV,n=16,*p<0.05)。同样,NMDAR阻滞剂MEM也使得激活曲线发生左移,半激活电压去极化程度降低(CIH+VEH:-25.39±1.03mV,n=25 vs CIH+MEM:-20.80±1.89mV,n=11,*p<0.05)。以上各组中激活曲线的斜率比较无统计学差异。3、钙电流失活动力学结果:与RA+VEH组相比,CIH+VEH组的钙电流失活曲线发生右移,半失活电压超极化程度降低(RA+VEH:-23.29±1.55mV,n=10 vs CIH+VEH:-16.38±1.52mV,n=14,**p<0.01),而钙通道阻滞剂NIM干预后,使得钙电流的失活曲线发生左移,半失活电压超极化程度升高(CIH+VEH:-16.38±1.52mV,n=14 vs CIH+NIM:-20.41±1.12mV,n=12,*p<0.05)。MEM也使得失活曲线呈左移趋势,但半失活电压超极化程度与CIH+VEH组比较无统计学差异。以上各组中失活曲线的斜率比较无统计学差异。RA+VEH组与CIH+NIM组及与CIH+MEM组之间分别比较,无统计学差异。二、Western Blot检测L型钙通道Cav1.3蛋白表达:与RA+VEH组比较,CIH+VEH组海马Cav1.3的表达增加(0.13±0.11 vs0.50±0.09,*p<0.05)。与CIH+VEH组比较,CIH+NIM组海马Cav1.3的表达降低(0.45±0.05 vs 0.19±0.08,*p<0.05)。结论CIH诱导小鼠海马CA1区神经元胞膜上高电压激活钙电流显著增加,高电压激活钙通道动力学特征发生改变,L型钙通道蛋白Cav1.3表达反应性增加,而尼莫地平阻断L型钙通道蛋白Cav1.3表达,降低高电压激活钙电流,减少钙离子内流,逆转海马神经元钙超载,保护海马神经元。结果提示高电压激活钙通道介导的钙离子内流参与了CIH导致的海马CA1区神经元电生理功能损伤过程,为OSAHS学习记忆功能损伤的机制探讨以及进一步的干预治疗,提出了一个值得关注的新靶点。