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

1、半胱氨酰白三烯受體對水孔蛋白半胱氨酰白三烯受體對水孔蛋白4介導腦水腫的調(diào)節(jié)介導腦水腫的調(diào)節(jié)Modulatingrolesofcysteinylleukotrienereceptsinaquapin4mediatedbrainedema（國家自然科學基金面上項目）（國家自然科學基金面上項目）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；在原代培養(yǎng)的人腦腫瘤細胞，觀察CysLT1和CysLT2受體對AQP4表達及功能的調(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表達的關系；在原代培養(yǎng)大鼠星形膠質細胞，觀察CysLT1和CysLT2受體對AQP4表達及功

3、能的調(diào)節(jié)。③在原代星形膠質細胞及AQP4轉染的C6膠質瘤細胞，初步確認CysLT1和CysLT2受體對AQP4調(diào)節(jié)過程的信號轉導特點。本項目將評價CysLT受體激動劑或拮抗劑對腦水腫的治療價值。（一）（一）立項依據(jù)與研究內(nèi)容立項依據(jù)與研究內(nèi)容1項目的立項依據(jù)項目的立項依據(jù)1腦水腫基本特點腦水腫基本特點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，導致腦組織腫脹，其后果是顱內(nèi)壓增高，損害神經(jīng)功能，嚴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，導致血漿蛋白滲漏到細胞間隙，造成細胞間隙膠體滲透壓增高而導致腦組織腫脹；細胞性腦水腫（cytotoxicbrainedema）是由于細胞能量代謝障礙，導致離子泵（如NaKATP酶、NaK2Cl同向轉運體等）轉運功能失調(diào)，離子蓄積在細胞內(nèi)而導致細胞腫脹；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，但是組織間或細胞內(nèi)外水的轉運是構成腦水腫的基本改變，而這種水的轉運涉及到細胞的水孔蛋白（又稱水通道aquapinsAQPs）[2]。2水孔蛋白（水孔蛋白（AQPs）及其與腦水腫的關系）及其與腦水腫的關系（1）AQPs的一般特點的一般特點水孔蛋白是一組轉運水的膜蛋白，而水是所有生物體細胞中必需的小分子。1988年，從人的紅細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胞中表達，這個蛋白被稱為水孔蛋白1（AQP1）。迄今為止，在哺乳動物中發(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、多灶性白質腦病等病人的腦樣本中，AQP4在炎癥病灶星形膠質細胞的表達增加[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]。這些結果證實，AQP4參與多種病

7、因的腦水腫的發(fā)生。（3）AQP4介導腦水腫的調(diào)節(jié)因素介導腦水腫的調(diào)節(jié)因素目前，關于AQP4調(diào)節(jié)的研究很少。但已有以下報道，谷氨酸可誘導大鼠星形膠質細胞腫脹，并伴有AQP4表達增加，其中皮層和海馬分離的星形膠質細胞比小腦分離的細胞更加敏感[21]；腦內(nèi)注射LPS激活小膠質細胞后，可促進AQP4表達[22]；在卵巢切除大鼠給予雌二醇可預防LPS誘導的血腦屏障破壞及AQP4表達增加[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[18]；脫水劑甘露醇可促進大鼠星形膠質細胞合成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系，并且也在多種腦炎癥中發(fā)現(xiàn)AQP4相關的腦水腫[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，這些介質與AQP4介導的腦水腫很可能存在某種調(diào)節(jié)關系?；ㄉ南┧嵊协h(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介導的腦水腫形成值得關注。3

10、半胱氨酰白三烯及其受體與腦水腫的關系半胱氨酰白三烯及其受體與腦水腫的關系（1）半胱氨酰白三烯受體一般特點）半胱氨酰白三烯受體一般特點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較少[2526]。在外周組織，CysLT受體主要介導以下四類效應[26]：①血管及平滑肌效應，CysLT1受體介導微血管通透性增高及支氣管平滑肌收縮，CysLT2受體介導內(nèi)皮細胞激活，介導微血管通透性增高和血壓降低效應[27]；②免疫效應，CysLT1受體介導樹突狀細胞的成熟和遷移；③炎癥

12、效應，CysLT1受體介導巨噬細胞激活、造血祖細胞募集、嗜酸性粒細胞分泌IL4、肥大細胞分泌IL5、TNF?、MIP1?，CysLT2受體介導巨噬細胞激活、肥大細胞分泌IL8；④組織修復效應，CysLT1受體介導平滑肌細胞增殖，抑制博萊霉素誘導的肺纖維化[28]；CysLT2受體介導纖維化反應，促進博萊霉素誘導的肺纖維化[29]。關于CysLT受體的信號轉導特點，已有RasERK及p38MAPK兩條通路被證實。其一，在單核細胞前體細胞株

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