膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運體GLT-1表達(dá)上調(diào)及氨基酸平衡的維持參與大鼠腦缺血預(yù)處理的腦保護(hù)作用.pdf

1、實驗發(fā)現(xiàn)，給動物突然造成較嚴(yán)重的腦缺血，海馬CA1區(qū)的神經(jīng)元會大量死亡。若在此之前，預(yù)先給動物造成輕微、短時、不至于引起神經(jīng)元死亡的腦缺血，可保護(hù)神經(jīng)元，使其能夠耐受在該輕微腦缺血后給予的通常會引起神經(jīng)元嚴(yán)重?fù)p傷的較嚴(yán)重腦缺血。預(yù)先給予的輕微、短時腦缺血稱為腦缺血預(yù)處理(cerebral ischemic preconditioning，CIP)，所產(chǎn)生的這種保護(hù)作用稱為腦缺血耐受(brain ischemic tolerance，BI

2、T)。自1990年Kitagawa首先發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象以來，大量研究證實了它的存在。闡明CIP腦保護(hù)作用的機(jī)制，對臨床上研究、開發(fā)提高神經(jīng)元對缺血缺氧耐受性的治療方法具有重要意義。 大量研究表明，嚴(yán)重腦缺血缺氧可導(dǎo)致腦內(nèi)谷氨酸等興奮性氨基酸(excitatory amino acids，EAAs)的濃度異常升高，從而產(chǎn)生興奮性神經(jīng)毒作用。細(xì)胞膜上的高親和性興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運體(excitatory amin0 acidtranspor

3、ters，EAATs)可將興奮性氨基酸從突觸間隙轉(zhuǎn)運至細(xì)胞內(nèi)，在及時終止興奮性突觸傳遞以及維持細(xì)胞外液興奮性氨基酸的正常水平中發(fā)揮重要作用。目前己發(fā)現(xiàn)五種高親和性EAATs，包括EAAT1(又稱為glutamate/aspartate transporter，GLAST)、EAAT2(又稱為 glail glutamatetransporter-1，GLT-1)、EAAT3(又稱為excitatory amino acid carrie

4、r 1，EAAC1)、EAAT4和EAAT5。一般認(rèn)為，GLAST和GLT-1 為膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)運體，主要分布在星型膠質(zhì)細(xì)胞；EAAC1、EAAT4和EAAT5為神經(jīng)元轉(zhuǎn)運體，其中EAAC1主要分布在海馬神經(jīng)元，EAAT4 主要分布在小腦神經(jīng)元，EAAT5主要分布在視網(wǎng)膜。EAATs主要由鈉、鉀離子濃度梯度驅(qū)動轉(zhuǎn)運。當(dāng)離子梯度降低或膜電位降低時，如缺血、癲癇發(fā)作時，EAATs攝取EAAs的功能減弱，甚至可以將細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸反向轉(zhuǎn)運至細(xì)胞外，

5、導(dǎo)致細(xì)胞外谷氨酸濃度異常升高，而產(chǎn)生神經(jīng)毒作用。 盡管神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞都表達(dá)EAATs，但是普遍認(rèn)為膠質(zhì)細(xì)胞的EAATs 對谷氨酸的轉(zhuǎn)運能力比神經(jīng)元要強(qiáng)大的多，尤其是星形膠質(zhì)細(xì)胞谷氨酸轉(zhuǎn)運體亞型GLT-1 在調(diào)節(jié)細(xì)胞外液谷氨酸濃度方面發(fā)揮主要作用。據(jù)此，我們推測，GLT-1 可能在腦缺血耐受誘導(dǎo)過程中發(fā)揮作用。然而，到目前為止，僅有的幾篇關(guān)于GLT-1 是否在腦缺血耐受誘導(dǎo)過程中發(fā)揮作用的研究均為離體實驗，且所得結(jié)果互相矛盾。為

6、了探討GLT-1 是否在腦缺血耐受誘導(dǎo)過程中發(fā)揮保護(hù)作用，本實驗應(yīng)用腦組織病理學(xué)、免疫組織化學(xué)、western blot 分析、腦內(nèi)微透析以及高效液相色譜等方法，研究了在體(in vivo)腦缺血耐受誘導(dǎo)過程中大鼠海馬GLT-1 和膠質(zhì)纖維酸性蛋白(G1ial fibrillary acidic protein，GFAP)的表達(dá)以及谷氨酸、門冬氨酸、甘氨酸以和γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid，GABA)濃度的變化。

7、 1 CIP誘導(dǎo)大鼠海馬CA1區(qū)GLT-1和GFAP蛋白表達(dá)上調(diào) 采用大鼠四血管閉塞(4 vessel occlusion，4VO)全腦缺血模型，應(yīng)用腦組織病理學(xué)評價、免疫組織化學(xué)以及western blot 分析等方法，觀察腦缺血耐受誘導(dǎo)過程中大鼠海馬CA1區(qū)GLT-1和GFAP蛋白表達(dá)的變化，探討GLT-1 在腦缺血耐受誘導(dǎo)過程中的作用。 2 大鼠腦缺血耐受誘導(dǎo)過程中海馬CA3區(qū)及齒狀回GLT-1和GFAP蛋白

8、表達(dá)的變化 模型制備、動物分組、實驗程序及實驗方法與第一部分相同。采用神經(jīng)元死亡率(死亡神經(jīng)元數(shù)目與該區(qū)域神經(jīng)元總數(shù)目之比)表示CA3區(qū)及齒狀回的DND。 結(jié)論 (1)CIP引起大鼠海馬CA1區(qū)星形膠質(zhì)細(xì)胞的突起延長，伸入到錐體神經(jīng)元之間并包繞錐體神經(jīng)元，這些延長的突起上表達(dá)大量的GLT-1，此變化可以保護(hù)錐體神經(jīng)元，使其能夠耐受較嚴(yán)重的、通常會導(dǎo)致錐體神經(jīng)元遲發(fā)性死亡的缺血打擊。 (2)大鼠海馬CA3區(qū)