突觸外NMDA受體的下調在神經元缺血耐受性中的作用

《突觸外NMDA受體的下調在神經元缺血耐受性中的作用》是依託四川大學，由李國華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：突觸外NMDA受體的下調在神經元缺血耐受性中的作用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李國華
• 依託單位：四川大學

項目摘要

中樞神經元表面的NMDA受體可分為突觸和突觸外兩個類群。它們在遲發缺血耐受性中有重要作用。突觸NMDA受體的激活促進細胞存活，而突觸外NMDA受體介導細胞死亡。我們的前期研究發現，非致死性氧糖剝奪可以迅速下調大腦皮層細胞NMDA受體的表面表達,並伴隨缺血耐受性的提高。據此我們假設，下調突觸外NMDA受體的表達可能介導早發缺血耐受性。吸入麻醉藥異氟醚也可能通過修飾NMDA受體的表面表達而影響缺血耐受性。本項目將①研究離體皮層神經元突觸外NMDA受體的表達與早發缺血耐受性的關係，②研究異氟醚對NMDA受體表面表達的影響，並利用在體模型研究異氟醚-NMDA聯合預處理與早發缺血耐受性的關係。腦缺血性疾病是圍術期患者嚴重併發症之一。通過下調或修飾突觸外NMDA受體可能提高神經元早發缺血耐受性，減輕缺血性神經損傷。因此，本課題的實施將會為預防和改善術後腦缺血性疾病患者的預後提供理論依據和新思路。

結題摘要

NMDA 受體的過度激活而導致的神經細胞死亡是中風的主要原因。我們的課題主要研究氧糖剝奪 (OGD) 和藥物預處理對NMDA受體表達的影響以及對細胞的保護作用。為此，我們使用了幾個模型來研究氧糖剝奪，NMDA受體和缺血耐受這三者的關係。 離體OGD模型：我們用細胞系U251，原代培養大腦皮層神經元 (<12 div) 研究OGD對NMDA受體，以及細胞凋亡的影響。U251無突觸結構，短期原代培養神經元的突觸數量有限，因此我們用該系統作為突觸外NMDA受體變化的模型。該研究主要是想回答有關突觸外NMDA受體的表達與細胞凋亡的關係。 突觸NMDA受體激活模型：我們用原代培養大腦皮層神經元 (>14 div) 研究選擇性激活突觸NMDA受體對NMDA受體表達的影響以及與細胞凋亡的關係。我們發現，激活突觸NMDA受體對NR1沒有影響，但顯著下調NR2A的表達。我們沒有發現NR2A的改變與細胞凋亡的任何因果關係。 麻醉藥預處理：用吸入和靜脈麻醉藥處理大鼠，發現具有一定的急性保護作用。但在體(in vivo)研究尚未能夠把這種作用與NMDA受體的表達聯繫到一起。與離體實驗相比，這部分實驗耗時，變異較大，成本較高，很難取得充分的數據，在一年的計畫內難以實現。 簡單動物預處理模型：為解決在體大鼠研究遇到的困難，我們利用NIH推薦的一種無脊椎動物水蚤(http://www.nih.gov/science/models/)，研究了藥物預處理與缺氧耐受的關係。通過序列比對和聚類分析，我們發現HIF, AMPK和mTOR信號傳導途徑在整個真核生物內高度保守，說明這種動物用於該研究的合理性。我們用多種藥物 (包括麻醉藥) 處理動物，觀察可能的保護作用。在所觀察的藥物中，氫離子 (pH 5.5) 和二甲雙胍 (2 mM) 提供非常顯著的保護作用，這種作用與HIF, AMPK和mTOR信號傳導途徑有關，未發現與NMDA受體有關。 麻醉藥與離子通道的表達：我們想進一步研究麻醉藥處理與NMDA受體表達的關係。不過我們將離子通道的範圍進行拓展，在水蚤擴增了113個與人類同源的離子通道基因。我們發現麻醉藥並沒有改變NMDA受體的mRNA水平，但下調另外一種穀氨酸受體海人藻酸受體的基因表達。我們尚未研究缺氧對離子通道基因表達的影響。該研究結果暗示，麻醉藥作用於多靶點，有些作用可能會拮抗麻醉藥的保護作用。