谷氨酸受體相互作用蛋白介導(dǎo)AMPA受體興奮性毒性效應(yīng).pdf

1、腦卒中是一類常見致死性與致殘性疾病，卒中發(fā)生時(shí)由于腦缺血導(dǎo)致興奮性谷氨酸遞質(zhì)的大量釋放入細(xì)胞外間隙，激活離子型谷氨酸受體引發(fā)鈣內(nèi)流、興奮性毒性損傷與易損區(qū)神經(jīng)元丟失是過去二十多年來的研究成果。但至今尚不清楚不同類型鈣透性谷氨酸受體在引發(fā)神經(jīng)元丟失的特異性作用以及為什么腦中有些區(qū)域如海馬CA1錐體細(xì)胞、紋狀體棘細(xì)胞與皮質(zhì)投射神經(jīng)元對(duì)谷氨酸興奮性毒性損傷異常敏感。中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）內(nèi)離子型谷氨酸受體激活引發(fā)離子快速內(nèi)流在介導(dǎo)快速突觸傳遞

2、、突觸可塑性改變以及學(xué)習(xí)與記憶中其重要作用，但在病理狀態(tài)下如缺氧、缺血，谷氨酸受體過渡激活會(huì)導(dǎo)致過多的鈣、鈉、鋅離子內(nèi)流就會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)興奮性毒性損傷。CNS內(nèi)離子型谷氨酸受體主要分三類即N-甲基-D-天門冬氨酸（NMDA）受體、α-氨基羥甲基惡唑丙酸（AMPA）受體、海人藻酸（KA）受體。因?yàn)樗蠳MDA受體均透過鈣，起初的缺血損傷研究多集中于對(duì)該類受體的研究，然而近來已經(jīng)有越來越多的研究指向鈣透型AMPA受體，AMPA受體是一類由Glu

3、R1～4亞基以不同聚合形式形成的異源聚體，缺乏GluR2亞基的AMPA受體是透鈣與鋅離子的，GluR2亞基由于第二次跨膜區(qū)存在精氨酸可以阻滯含該亞基的AMPA受體通過鈣離子，編碼GluR2的基因組DNA是無此密碼子的，只是在前mRNA水平在神經(jīng)元內(nèi)一種腺嘌呤脫氨酶的作用下，將原編碼谷氨酸CAG中的A轉(zhuǎn)化為I導(dǎo)致編碼精氨酸，正常狀態(tài)下腦內(nèi)幾乎100％的GluR2均是經(jīng)過此加工的，因此絕大多數(shù)含GluR2的AMPA受體是不透鈣的。以前的研究

4、發(fā)現(xiàn)腦缺血可特異性導(dǎo)致CA1區(qū)GluR2mRNA與蛋白表達(dá)降低，由此形成了“腦缺血GluR2損傷假說”，認(rèn)為缺血狀態(tài)下由于GluR2表達(dá)降低導(dǎo)致GluR2缺失型AMPA受體生成增多，導(dǎo)致鈣透性AMPA受體的增多，從而引發(fā)神經(jīng)元的興奮性毒性損傷。但該學(xué)說有許多未解之謎，如通過CA1區(qū)單細(xì)胞RT-PCR結(jié)合單細(xì)胞電生理研究腦缺血并未引發(fā)CA1神經(jīng)元膜上AMPA受體水平與GluR2數(shù)目明顯降低，Peng等人研究發(fā)現(xiàn)只是由于腦缺血引起神經(jīng)元內(nèi)2

5、型腺嘌呤脫氨酶酶活性降低，導(dǎo)致非編輯狀態(tài)GluR2的大量出現(xiàn)，從而導(dǎo)致了鈣透性AMPA受體的增多，在CA1區(qū)的錐體細(xì)胞中GluR2在腦缺血狀態(tài)下的編輯狀態(tài)的GluR2在7～98％之間，以前的發(fā)現(xiàn)是由于研究者所采用的CA1整體區(qū)域細(xì)胞的異源性造成的，非編輯狀態(tài)的GluR2有利于在組成AMPA受體時(shí)形成GluR1、GluR2、GluR3同源多聚體，從而形成的AMPA受體都是致鈣透性的。
　　神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)合成的GluR2/3在合成后的膜向

6、轉(zhuǎn)運(yùn)與樹突定向轉(zhuǎn)運(yùn)依賴一類谷氨酸受體相互作用蛋白即GRIP1（glutamatereceptor-interactingproteinGRIP1），及GRIP2（ABP-L）、激酶C反應(yīng)蛋白（proteininteractingwithCkinase1,PICK1）等。GRIP1與GRIP2都各有7個(gè)PDZ結(jié)構(gòu)域，PDZ結(jié)構(gòu)域在受體的定位、分布及功能上有重要的作用。同樣GRIP1與GRIP2能與驅(qū)動(dòng)蛋白（Kinesin）結(jié)合，調(diào)節(jié)神經(jīng)元

7、樹突的物質(zhì)運(yùn)輸。由于GRIP1與GRIP2不僅能與Kinesin結(jié)合影響受體的合成運(yùn)輸，并能與AMPA受體結(jié)合調(diào)節(jié)受體的分布與功能，所以在神經(jīng)損傷過程當(dāng)中，GRIP1與GRIP2可能起著重要的作用，搞清楚在損傷過程中GRIP1與GRIP2的功能變化及作用機(jī)制，有可能為尋找相應(yīng)的損傷拮抗劑并及早抑制神經(jīng)損傷的進(jìn)一步發(fā)展提供可靠的科學(xué)依據(jù)，具有較高的臨床治療意義。
　　本研究采用光化學(xué)法復(fù)制成年大鼠局灶性腦梗塞模型，根據(jù)缺血缺氧性腦損

8、傷后的不同時(shí)間點(diǎn)將大鼠分為5個(gè)組，首先采用免疫組織化學(xué)的方法，分別用抗GRIP1與GRIP2抗體對(duì)缺血灶局部進(jìn)行了免疫標(biāo)記，分析腦缺血后不同時(shí)間點(diǎn)缺血半暗帶區(qū)內(nèi)兩者的表達(dá)特征。研究發(fā)現(xiàn)：在大鼠腦缺血損傷發(fā)生后，損傷灶周圍有不同程度的壞死出現(xiàn)，在缺血半暗帶區(qū)出現(xiàn)GRIP1及GRIP2的陽(yáng)性標(biāo)記細(xì)胞與神經(jīng)纖維，損傷后6h和1d組的陽(yáng)性標(biāo)記較多，并且緊緊相隨于壞死組織前沿，表明在損傷發(fā)生后GRIP1與GRIP2表達(dá)增強(qiáng)，GRIPs可能參與了腦

9、缺血損傷過程。由于AMPA受體在神經(jīng)興奮毒性中的作用以及GRIPs對(duì)AMPA受體亞基GluR2與GluR3的調(diào)控作用，我們進(jìn)一步研究了缺血損傷發(fā)生后GRIP1、GRIP2與AMPA受體亞基GluR2、GluR3的關(guān)系。通過免疫組織化學(xué)雙標(biāo)記技術(shù)研究，證實(shí)了AMPA受體亞基GluR2、GluR3與GRIP1、GRIP2在神經(jīng)元存在雙標(biāo)記，有明顯的共存現(xiàn)象，共存多出現(xiàn)在損傷后6h和1d。進(jìn)而我們通過蛋白免疫印跡技術(shù)對(duì)缺血區(qū)GRIP1蛋白表達(dá)

10、水平與GluR2/3在細(xì)胞膜與細(xì)胞漿的分布狀態(tài)進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)腦缺血導(dǎo)致的GRIP1升高時(shí)程與GluR2/3在細(xì)胞膜上的含量變化非常吻合，當(dāng)GRIP1在缺血后6h～12h達(dá)最高水平時(shí)，GluR2/3在細(xì)胞膜上的含量也達(dá)最高，表明GRIPs的表達(dá)升高可能是致使GluR2/3在胞膜上分布升高的原因。同時(shí)我們第一次發(fā)現(xiàn)了腦缺血能誘導(dǎo)GRIP1、GRIP2在大腦少突膠質(zhì)細(xì)胞上的表達(dá)。這些結(jié)果均表明GRIP1、GRIP2在缺血缺氧性腦損傷過程