半胱氨酰白三烯受體對(duì)水孔蛋白4介導(dǎo)腦水腫的調(diào)節(jié)(to students)

1、半胱氨酰白三烯受體對(duì)水孔蛋白半胱氨酰白三烯受體對(duì)水孔蛋白4介導(dǎo)腦水腫的調(diào)節(jié)介導(dǎo)腦水腫的調(diào)節(jié)Modulatingrolesofcysteinylleukotrienereceptsinaquapin4mediatedbrainedema（國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目）（國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目）摘要：摘要：半胱氨酰白三烯及水孔蛋白4（AQP4）是腦水腫重要調(diào)節(jié)因素，但尚不清楚半胱氨酰白三烯受體（CysLT1和CysLT2）是否通過調(diào)節(jié)AQP4

2、而影響腦水腫。本項(xiàng)目擬闡明CysLT1和CysLT2受體是否能調(diào)節(jié)腦腫瘤及腦缺血后的AQP4介導(dǎo)的腦水腫。①在腦腫瘤病人的腦樣本，觀察CysLT1、CysLT2受體和AQP4表達(dá)；在原代培養(yǎng)的人腦腫瘤細(xì)胞，觀察CysLT1和CysLT2受體對(duì)AQP4表達(dá)及功能的調(diào)節(jié)。②在大鼠局灶性腦缺血，觀察缺血后腦水腫與CysLT1、CysLT2受體和AQP4表達(dá)的關(guān)系；在原代培養(yǎng)大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞，觀察CysLT1和CysLT2受體對(duì)AQP4表達(dá)及功

3、能的調(diào)節(jié)。③在原代星形膠質(zhì)細(xì)胞及AQP4轉(zhuǎn)染的C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞，初步確認(rèn)CysLT1和CysLT2受體對(duì)AQP4調(diào)節(jié)過程的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)特點(diǎn)。本項(xiàng)目將評(píng)價(jià)CysLT受體激動(dòng)劑或拮抗劑對(duì)腦水腫的治療價(jià)值。（一）（一）立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容1項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)1腦水腫基本特點(diǎn)腦水腫基本特點(diǎn)腦水腫是多種病因引起的腦病理變化，基本變化是腦組織水分增加，導(dǎo)致腦組織腫脹，其后果是顱內(nèi)壓增高，損害神經(jīng)功能，嚴(yán)重者造成腦疝等而危及生命。

4、腦水腫有3種基本類型：血管性、細(xì)胞性和滲透壓性腦水腫。血管性腦水腫（vasogenicbrainedema）是由于血腦屏障通透性增高，導(dǎo)致血漿蛋白滲漏到細(xì)胞間隙，造成細(xì)胞間隙膠體滲透壓增高而導(dǎo)致腦組織腫脹；細(xì)胞性腦水腫（cytotoxicbrainedema）是由于細(xì)胞能量代謝障礙，導(dǎo)致離子泵（如NaKATP酶、NaK2Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)體等）轉(zhuǎn)運(yùn)功能失調(diào)，離子蓄積在細(xì)胞內(nèi)而導(dǎo)致細(xì)胞腫脹；滲透壓性腦水腫（osmoticbrainedema）是

5、由于血漿滲透壓低于腦組織滲透壓，而造成腦組織腫脹[1]。雖然引起腦水腫的原因不一樣，但是組織間或細(xì)胞內(nèi)外水的轉(zhuǎn)運(yùn)是構(gòu)成腦水腫的基本改變，而這種水的轉(zhuǎn)運(yùn)涉及到細(xì)胞的水孔蛋白（又稱水通道aquapinsAQPs）[2]。2水孔蛋白（水孔蛋白（AQPs）及其與腦水腫的關(guān)系）及其與腦水腫的關(guān)系（1）AQPs的一般特點(diǎn)的一般特點(diǎn)水孔蛋白是一組轉(zhuǎn)運(yùn)水的膜蛋白，而水是所有生物體細(xì)胞中必需的小分子。1988年，從人的紅細(xì)胞中第一次確定出分子量28kDa

6、的膜蛋白，并在非洲爪蟾卵母細(xì)胞中表達(dá)，這個(gè)蛋白被稱為水孔蛋白1（AQP1）。迄今為止，在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)AQPs有13種亞型：C其他病因引起的腦水腫其他病因引起的腦水腫除了以上兩類常見的腦水腫外，腦外傷可引起AQP4增加[1018]；在多發(fā)性硬化、HIV腦炎、多灶性白質(zhì)腦病等病人的腦樣本中，AQP4在炎癥病灶星形膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)增加[19]；在AQP4基因敲除小鼠，葡萄球菌性腦膜炎伴隨的局部水腫加重[20]。這些結(jié)果證實(shí)，AQP4參與多種病

7、因的腦水腫的發(fā)生。（3）AQP4介導(dǎo)腦水腫的調(diào)節(jié)因素介導(dǎo)腦水腫的調(diào)節(jié)因素目前，關(guān)于AQP4調(diào)節(jié)的研究很少。但已有以下報(bào)道，谷氨酸可誘導(dǎo)大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞腫脹，并伴有AQP4表達(dá)增加，其中皮層和海馬分離的星形膠質(zhì)細(xì)胞比小腦分離的細(xì)胞更加敏感[21]；腦內(nèi)注射LPS激活小膠質(zhì)細(xì)胞后，可促進(jìn)AQP4表達(dá)[22]；在卵巢切除大鼠給予雌二醇可預(yù)防LPS誘導(dǎo)的血腦屏障破壞及AQP4表達(dá)增加[23]；在大鼠腦外傷后1、6、24、48h皮下注射孕酮16m

8、gkg，可抑制腦外傷后72h腦內(nèi)AQP4表達(dá)[18]；脫水劑甘露醇可促進(jìn)大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞合成AQP4[24]等。腦腫瘤和腦缺血后均伴有炎癥變化，與腦水腫形成有密切關(guān)系，并且也在多種腦炎癥中發(fā)現(xiàn)AQP4相關(guān)的腦水腫[1920]。但是，炎癥過程如何調(diào)節(jié)AQP4而影響腦水腫形成，尚無具體研究。由于膜磷脂來源的花生四烯酸產(chǎn)物是一類重要的炎癥介質(zhì)，這些介質(zhì)與AQP4介導(dǎo)的腦水腫很可能存在某種調(diào)節(jié)關(guān)系。花生四烯酸有環(huán)氧酶（cyclooxygenas

9、eCOX）和脂氧酶（lipoxygenaseLOX）兩條主要代謝途徑，其中了解得較清楚的LOX是5LOX，5LOX產(chǎn)物有白三烯B4（leukotrieneB4LTB4）和半胱氨酰白三烯類（cysteinylleukotrienesCysLTs包括LTC4、LTD4和LTE4）。CysLTs在炎癥中的作用非常重要，其作用通過半胱氨酰白三烯（CysLT）受體，因此，CysLTs及CysLT受體是否參與調(diào)節(jié)AQP4介導(dǎo)的腦水腫形成值得關(guān)注。3

10、半胱氨酰白三烯及其受體與腦水腫的關(guān)系半胱氨酰白三烯及其受體與腦水腫的關(guān)系（1）半胱氨酰白三烯受體一般特點(diǎn)）半胱氨酰白三烯受體一般特點(diǎn)CysLTs受體有CysLT1和CysLT2兩種亞型，均為G?q蛋白偶聯(lián)的7次跨膜受體，人CysLT1和CysLT2受體的氨基酸相同性為37.3%。CysLT1受體有較多的選擇性拮抗劑如Pranlukast、Montelukat、Zafirlukast等，因此，CysLT1受體功能研究得比較系統(tǒng)。目前為止，

11、還缺乏CysLT2受體選擇性拮抗劑，僅有CysLT1CysLT2受體非選擇性拮抗劑FPL55712和Bayu9773，故CysLT2受體功能了解得相對(duì)較少[2526]。在外周組織，CysLT受體主要介導(dǎo)以下四類效應(yīng)[26]：①血管及平滑肌效應(yīng)，CysLT1受體介導(dǎo)微血管通透性增高及支氣管平滑肌收縮，CysLT2受體介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞激活，介導(dǎo)微血管通透性增高和血壓降低效應(yīng)[27]；②免疫效應(yīng)，CysLT1受體介導(dǎo)樹突狀細(xì)胞的成熟和遷移；③炎癥

12、效應(yīng)，CysLT1受體介導(dǎo)巨噬細(xì)胞激活、造血祖細(xì)胞募集、嗜酸性粒細(xì)胞分泌IL4、肥大細(xì)胞分泌IL5、TNF?、MIP1?，CysLT2受體介導(dǎo)巨噬細(xì)胞激活、肥大細(xì)胞分泌IL8；④組織修復(fù)效應(yīng)，CysLT1受體介導(dǎo)平滑肌細(xì)胞增殖，抑制博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化[28]；CysLT2受體介導(dǎo)纖維化反應(yīng)，促進(jìn)博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化[29]。關(guān)于CysLT受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)特點(diǎn)，已有RasERK及p38MAPK兩條通路被證實(shí)。其一，在單核細(xì)胞前體細(xì)胞株

13、U937細(xì)胞，CysLT1受體與配體結(jié)合后，與G?q11或G?i相互作用，激活PLC產(chǎn)生第二信使物質(zhì)IP3，進(jìn)而增高細(xì)胞內(nèi)Ca2，然后激活RasERK信號(hào)途徑[30]；在星形膠質(zhì)細(xì)胞也證明，CysLT1受體通過ERK12磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞增殖[31]。其二，LTC4通過激活p38MAPK介導(dǎo)氣道上皮細(xì)胞產(chǎn)生TGF?1[32]，LTD4通過激活p38MAPK介導(dǎo)腎小球系膜細(xì)胞增殖[33]。此外，拮抗劑實(shí)驗(yàn)還證明，CysLT1受體可通過激活轉(zhuǎn)