研究海马神经元谷氨酸损伤
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Journal of China Pharmaceutical University2021,52(6):751-758学报代谢型谷氨酸受体5在中枢神经系统疾病中的研究进展朱恩妮,吴超然,廖红*(中国药科大学新药筛选中心江苏省药效研究与评价服务中心,南京210009)摘要代谢型谷氨酸受体5(metabotropic glutamate receptor5,mGluR5)是中枢谷氨酸能系统的重要受体之一,其广泛参与调控突触传递、突触可塑性、神经兴奋性/抑制性平衡等生理过程。
多项研究发现,mGluR5参与介导不同神经和精神疾病的发生发展,因此其作为神经和精神疾病的潜在药物靶标日益受到关注。
本文对mGluR5的结构、分布、正常生理功能、mGluR5在中枢神经系统疾病中的作用以及mGluR5药物研发现状进行概述,以期为中枢神经系统疾病的研究提供参考。
关键词代谢型谷氨酸受体5;生理功能;中枢神经系统疾病;药物研发;进展中图分类号R742.9文献标志码A文章编号1000-5048(2021)06-0751-08doi:10.11665/j.issn.1000-5048.20210614引用本文朱恩妮,吴超然,廖红.代谢型谷氨酸受体5在中枢神经系统疾病中的研究进展[J].中国药科大学学报,2021,52(6):751–758.Cite this article as:ZHU Enni,WU Chaoran,LIAO Hong.Research progress of metabotropic glutamate receptor5in related central nervous system diseases[J].J China Pharm Univ,2021,52(6):751–758.Research progress of metabotropic glutamate receptor5in related central nervous system diseasesZHU Enni,WU Chaoran,LIAO Hong*New Drug Screening Center,Jiangsu Center for Pharmacodynamics Research and Evaluation,China Pharmaceutical University, Nanjing210009,ChinaAbstract As a key component of glutamatergic system,metabotropic glutamate receptor5(mGluR5)has been extensively involved in the regulation of physiological processes such as synaptic transmission,synaptic plasticity and synaptic excitation/inhibition balance.Over the past few decades,mGluR5has been found to be closely related to multiple neurological and psychiatric disorders,thus it is of considerable interest as a drug target in the treat‐ment of such disorders.This review summarizes the structure and distribution of mGluR5,its normal physiological function,its pathological roles in related central nervous system(CNS)diseases,as well as the current status of its drug development,in order to provide reference for further investigation.Key words metabotropic glutamate receptor5;physiological function;central nervous system diseases;drug development;advancesThis study was supported by the National Natural Science Foundation of China(No.82073831)谷氨酸是大脑内重要的兴奋性氨基酸类神经递质,负责中枢神经系统近70%的突触传递[1],其主要作用于两种受体:离子型谷氨酸受体(iono‐tropic GluRs,iGluRs)和代谢型谷氨酸受体(metabotropic GluRs,mGluRs)。
天麻素对酸中毒诱导的大鼠海马神经元损伤的保护作用
曾祥慧;葛亚坤;严明;郑筱祥
【期刊名称】《中草药》
【年(卷),期】2007(38)12
【总页数】3页(P1867-1869)
【关键词】大鼠海马神经细胞;海马神经元损伤;天麻素;酸中毒;保护作用;谷氨酸兴奋性毒性;神经系统疾病;组织pH值
【作者】曾祥慧;葛亚坤;严明;郑筱祥
【作者单位】浙江大学生物医学工程与仪器科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】R971
【相关文献】
1.针刺血清调控内质网应激反应对无镁诱导培养大鼠海马神经元惊厥性损伤的保护作用 [J], 张慧;杨帆;吴旭;沈德凯;陈浩;吴生兵;昂文平;宋小鸽;解明月
2.黄芪甲苷对谷氨酸诱导大鼠海马神经元损伤的保护作用 [J], 杨岳;王阳;杨景兰;王佐周;侯伟健
3.阿托伐他汀对淀粉样β蛋白诱导大鼠原代海马神经元损伤保护作用的研究 [J], 王楠;隋海娟;张玲玲;金英;赵彬
4.毛蕊异黄酮对H2O2诱导大鼠海马神经元损伤的保护作用及机制 [J], 丁亮;张光玉;高丽娜;宣兆博;李英夫;廉晓宇
5.毛蕊异黄酮对H_2O_2诱导大鼠海马神经元损伤的保护作用及机制 [J], 丁亮;张光玉;高丽娜;宣兆博;李英夫;廉晓宇
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垂体腺苷酸环化酶激活肽减轻一氧化氮介导的谷氨酸神经毒作用董艳;何成;陈秀青;韩晞;鲍璿;王成海;路长林【期刊名称】《中国神经科学杂志》【年(卷),期】2000(16)2【摘要】研究垂体腺苷酸环化酶激活肽 ( PACAP)是否通过作用于一氧化氮 ( NO)代谢途径 ,减轻谷氨酸的神经毒作用。
取新生 SD大鼠海马 ,用 B2 7无血清培养基培养神经元 ;重氮化反应法测定 NO浓度 ,MTT法测定神经元存活率 ,PACAP能减少谷氨酸引起的海马神经元死亡 ;谷氨酸呈剂量依赖性地增加海马神经元培养液中NO的含量 ,PACAP能不同程度地减少 NO的含量 ;分别给予 2 mmol/L L - Arg,1 0 0μmol/L SNP和2 0 0 μmol/L SNAP处理后 ,海马神经元存活率明显下降 ,给予不同浓度的 PACAP( 1 0 -9,1 0 -11,1 0 -13mol/L)能增加神经元的存活率。
上述结果提示 ,PACAP通过抑制 NO释放及其神经毒作用 ,减轻谷氨酸引起的海马神经元损害。
【总页数】4页(P130-133)【关键词】垂体腺苷酸环化酶激活肽;一氧化氮;神经毒性【作者】董艳;何成;陈秀青;韩晞;鲍璿;王成海;路长林【作者单位】第二军医大学神经生物学教研室;第二军医大学长征医院神经外科,上海市神经外科研究所;中国科学院上海脑研究所【正文语种】中文【中图分类】R741.05;Q516【相关文献】1.垂体腺苷酸环化酶激活肽减轻大鼠缺血性脑水肿作用的实验研究 [J], 董艳;何成;韩晞;王成海;路长林2.垂体腺苷酸环化酶激活肽对大鼠脑缺血再灌注后诱导性一氧化氮合酶表达的影响[J], 路文革;白宏英3.垂体腺苷酸环化酶激活肽减轻谷氨酸引起的大鼠海马神经元细胞内钙离子浓度升高的可能机理 [J], 董艳;韩晞;唐铁山;娄素杰;路长林;黄秀英;孙方臻4.垂体腺苷酸环化酶激活肽及其神经营养作用 [J], 林毅勇5.垂体腺苷酸环化酶激活肽减轻谷氨酸对海马神经元的损伤并抑制胞内钙升高 [J], 董艳;唐铁山;路长林;何成;董建波;黄秀英;孙方臻;鲍璿因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
灯盏花素保护脑缺血再灌注损伤的作用机制研究进展(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)【摘要】脑缺血再灌注损伤(Cerebral ischemia reperfusion injury)是指缺血脑组织在恢复血液灌注后,脑组织损伤进一步加重的临床病理过程。
灯盏花素是从灯盏花中分离出的一类黄酮类成分,主要含灯盏乙素(4,5,6三羟基黄酮7葡萄糖醛酸苷)、少量灯盏甲素及其他黄酮类成分。
近年来的研究表明,灯盏花素对脑缺血再灌注后的脑损伤具有显著的保护作用,并已在临床应用中得到证实[1]。
本文就灯盏花素保护脑缺血再灌注损伤的作用机制作一综述。
【关键词】脑缺血;再灌注损伤;灯盏花素脑缺血又称缺血性卒中、脑梗塞,是一类由于脑血流供应障碍引起缺血、缺氧,导致局限性脑组织缺血性坏死或脑软化的疾病,为临床常见病、多发病,其病死率、致残率较高,目前缺乏理想的疗法和药物。
脑缺血再灌注损伤(Cerebral ischemia reperfusion injury)是指缺血脑组织在恢复血液灌注后,脑组织损伤进一步加重,是引发多种脑血管疾病的重要病理生理机制,其发生机制尚未彻底阐明,目前认为可能与脑组织能量代谢障碍、自由基损伤、钙超载、兴奋性氨基酸(EEA)的过度释放、脑细胞凋亡、炎症反应等有关。
灯盏花素是从灯盏花中分离出的一类黄酮类成分,主要含灯盏乙素(4,5,6三羟基黄酮7葡萄糖醛酸苷)、少量灯盏甲素及其他黄酮类成分。
近年来的研究表明,灯盏花素对脑缺血再灌注后的脑损伤具有显著的保护作用,并已在临床应用中得到证实[1]。
本文就灯盏花素保护脑缺血再灌注损伤的作用机制作一综述。
1 改善脑组织能量代谢脑是人体中对微循环依赖性极强的脆弱器官。
微循环直接参与组织细胞的物质交换和能量、信息的传递,脑缺血再灌注时,微循环障碍,则代谢异常,最终必然导致脑功能和形态结构的改变。
灯盏花素能降低脑缺血再灌注后沙土鼠脑组织含水量,升高脑组织ATP的含量,增加脑组织Na+K+ATPase和Ca2+ATPase的活性,从而改善离子转运,起到脑保护的作用[2]。
· 20 ·李 婧1,2 孙建栋1 苑玉和1 陈乃宏11. 天然药物活性物质与功能国家重点实验室,新药作用机制研究与药效评价北京市重点实验室,中国医学科学院药物研究所,北京,100050,中国2. 天津中医药大学,天津,300193,中国【摘要】 对抑郁症发病机制的解释主要以中枢神经系统单胺类递质的功能失调为主,然而新的研究表明除单胺类神经递质外,谷氨酸等神经递质也扮演了非常重要的角色。
该文就谷氨酸循环的生理特点及其在抑郁症中可能的病理生理作用及各类针对谷氨酸异常抗抑郁药物的治疗进展进行综述。
【关键词】 抑郁症;谷氨酸;抗抑郁药物【中图分类号】 R-05,R964 【文献标识码】 A 文章编号:2095-1396(2012)06-0020-005Progress in Studies of Glutamatergic Neurotransmission in the Pathogenesis of DepressionLI Jing 1,2, SUN Jian-dong 1, YUAN Yu-he 1, CHEN Nai-hong 11. State Key Laboratory of Bioactive Substances and Functions of Natural Medicines, Department of Pharmacology, Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing, 100050, China2. Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin, 300193, China【ABSTRACT 】 The “monoamine hypothesis ” of depression ,which posits that depression is caused by decreased monoamine function in the brain ,originated several decades ago. Although these monoamine-based agents are potent antidepressants ,the cause of depression is far from being a simple deficiency of central monoamines. The glutamatergic system also plays important roles in the pathophysiology of major depressive disorder. This paper summarized the physiological characteristics of glutamate in the brain ,glutamatergic abnormalities in depression and antidepressants acting on the glutamatergic system.【KEY WORDS 】 depressive disorder ;glutamate ;antidepressant 谷氨酸能神经传递在抑郁症发病机制中作用的研究进展基金项目: 国家863计划基金项目(No.2012AA020303),长江学者和创新团队发展计划项目(No.PCSIRTIRT1007),国家自然科学基金项目(No.81274122、No.81102831、No.81173578),国家国际科技合作项目(No.2010DFB32900),创新药物研究开发技术平台建设项目(No.2012ZX09301002-004、No.2012ZX09103101-006),教育部博士点基金重点项目(No.20121106130001),北京市自然基金重点项目(No.7131013),北京市重点实验室基金项目(No.BZ0150)作者简介: 李婧,女,硕士研究生;研究方向:神经药理学;E -mail:693170945@通讯作者: 陈乃宏,男,研究员,博士生导师;Tel.:+86-010-********,Fax:+86-010-********,E -mail:chennh@抑郁症是一种常见的情感性精神障碍,近年来患病人数呈现出逐年上升的趋势。
全球每年有数百万患者接受麻醉和手术治疗,术后带来的神经认知损伤一直备受关注。
这种由麻醉和手术导致的神经系统功能损害被称为术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunc-tion,POCD)。
它是一种术后常见的并发症,涉及学习、记忆、语言能力、感知、注意力、执行功能和抽象思维等认知功能的损害,可持续数天、数月甚至数年[1],在增加患者术后发病率和死亡率的同时严重影响了患者的生活质量。
目前,该类疾病尚无确切有效的干预治疗措施。
尽管国内外多学科专家组推出了一系列专家共识指导临床工作[2~3],但推荐意见仍以围术期预防和以患者为中心的医疗护理模式为主,缺少针对POCD 的有效的靶向治疗。
DOI:10.16605/ki.1007-7847.2022.03.0125术后认知功能障碍新机制铁死亡的研究进展收稿日期:2022-03-23;修回日期:2022-07-20;网络首发日期:2022-11-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(81760892,82260973);甘肃省科技计划项目-重点研发计划(20YF3FA020);“中医药传承创新平台建设项目”子项目(甘卫中医涵[2020]203号)作者简介:秦晓宇(1991—),男,河北张家口人,硕士研究生,主要从事围术期脑保护研究;*通信作者:王春爱(1970—),女,甘肃天水人,主任医师,硕士研究生导师,主要从事围术期器官保护研究,E-mail:****************。
秦晓宇1,王春爱2*(1.甘肃中医药大学第一临床医学院,中国甘肃兰州730030;2.甘肃省中医院麻醉疼痛医学中心,中国甘肃兰州730050)摘要:铁死亡(ferroptosis)是一种铁依赖性的非凋亡的调节性细胞死亡(regulated cell death,RCD)方式,其特点是细胞内脂质过氧化产物和活性氧(reactive oxygen species,ROS)堆积。
神经损伤修复方法的研究进展作者:蓝奉军孙红杨华来源:《中国医学创新》2021年第07期【摘要】通过中国知网、万方数据库、PubMed数据库及FMRS外文医学数据库检索与神经损伤修复方法相关的文献,并对符合神经损伤修复治疗方法的研究进展进行综述。
神经损伤修复治疗方法包含多种多样,主要有中医治疗、西医治疗、干细胞治疗、自体神经移植及组织工程治疗等主流方法来修复损伤神经,神经损伤在修复治疗方面仍具有很多治疗方法值得进一步探究。
【关键词】神经损伤干细胞组织工程材料治疗Research Progress of Nerve Injury Repair Methods/LAN Fengjun, SUN Hong, YANG Hua. //Medical Innovation of China, 2021, 18(07): -184[Abstract] The literatures related to nerve injury repair methods are searched through CNKI,Wanfang database, PubMed database and FMRS foreign language medical database, and the research progress of nerve injury repair methods was summarized. There are a variety of methods for nerve injury repair, including traditional Chinese medicine, western medicine, stem cell therapy, autologous nerve transplantation and tissue engineering. There are still many therapeutic methods for nerve injury repair and treatment, which are worth further exploration.[Key words] Nerve injury Stem cells Tissue engineering material TreatmentFirst-author’s address: Affiliated Hospital of Guizhou Medical University, Guiyang 550004, Chinadoi:10.3969/j.issn.1674-4985.2021.07.043周圍神经损伤可因多种原因导致,例如代谢性疾病、胶原病、恶性肿瘤、内源性或外源性毒素以及热、化学或机械创伤等引起[1]。
海马兴奋性氨基酸及其受体作用的某些进展
薛保建;王志安
【期刊名称】《河北医科大学学报》
【年(卷),期】1998(019)006
【摘要】自从1954年Hayashi首次报道谷氨酸对大脑皮层具有兴奋作用以来,有关兴奋性氨基酸在中枢作用的报道日趋增多。
特别是近几年,随着实验技术的不断发展,兴奋性氨基酸的激动剂和拮抗剂不断涌现,从而大大促进了兴奋性氨基酸的研究。
海马以其神经元结构排列相对简...
【总页数】4页(P379-382)
【作者】薛保建;王志安
【作者单位】河北医科大学基础所生理研究室;河北医科大学基础所生理研究室【正文语种】中文
【中图分类】R338.25
【相关文献】
1.右美托咪定对脑缺血/再灌注大鼠海马兴奋性氨基酸含量及NMDA受体亚单位NR1表达的影响 [J], 尚宇;薛强;顾佩菲;李悦;高光洁
2.兴奋性氨基酸NMDA受体激动剂N-methyl-D-aspartate对大鼠海马 CA1区神经元膜电位影响 [J],
3.N—甲基—D—天冬氨酸受体对大鼠海马兴奋性氨基酸释放的调节作用 [J], 王英;金英;等
4.兴奋性氨基酸及其受体阻滞剂在脑缺血性大鼠海马损伤中的作用 [J], 徐丹令;李
广君;李颖;倪之挺
5.应激浓度皮质酮对大鼠海马神经元兴奋性氨基酸受体的快速作用 [J], 刘玲;张仁良;郁文博;张申宁;王春安;孙继虎
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GABA受体调节海马神经元兴奋性及其影响海马神经元是大脑中重要的神经元群体之一,对于学习、记忆以及情绪调节等功能起着关键作用。
GABA受体在海马神经元中起着调节其兴奋性的重要作用。
本文将探讨GABA受体对海马神经元兴奋性的调节机制以及其可能的影响。
GABA受体是一类离子通道受体,主要分为GABAA受体和GABAB受体两类。
GABAA受体为典型的离子通道受体,其活化可以增加Cl-离子通透性,从而使细胞内Cl-浓度增加,使细胞处于抑制性状态。
与之不同的是,GABAB受体是G蛋白偶联受体,其活化可以通过抑制腺苷酸环化酶的活性,间接抑制细胞内环磷酸腺苷(cAMP)的形成,从而抑制海马神经元激活。
GABAA受体在海马神经元中的存在广泛,作为主要的抑制神经递质受体,它调节了海马神经元的兴奋性。
该受体的活化不仅限制了神经元的过度兴奋,还参与到了长时程抑制(LTI)的形成。
LTI是一种长时程的抑制性调节机制,可在神经元间产生长时间的神经抑制效应。
GABAA受体通过LTI的形成抑制海马神经元的兴奋状态,对于学习和记忆的正常进行具有重要意义。
GABAB受体在海马神经元中也发挥着重要的作用。
海马神经元的活动主要受到游离的钙离子浓度的调控,而GABAB受体的活化可以抑制突触前钙离子通道的开放,减少内钙离子浓度的增加,从而抑制海马神经元的兴奋性。
此外,GABAB受体的活化还可以通过抑制辅助电流(Ih)的通透,降低神经元的脉冲放电频率。
这些机制共同作用,使得GABAB受体调节海马神经元的兴奋性,并维持海马神经元的稳态。
GABA受体的调节海马神经元兴奋性对于大脑的正常功能具有重要意义。
首先,适度的GABAA受体活化能够抑制过度兴奋的神经元,保持神经活动的平衡。
这对于抑制过度兴奋性活动、避免癫痫等神经系统疾病的发生至关重要。
其次,GABAA受体通过LTI的形成可以调节学习和记忆的过程。
学习和记忆是复杂的神经活动过程,涉及到多个脑区和神经递质的协调作用。
清脑益智方对谷氨酸损伤神经元保护作用的体外实验观察梅建勋;张伯礼;陆融【期刊名称】《中药新药与临床药理》【年(卷),期】2001(12)4【摘要】目的:探求清脑益智方治疗血管性痴呆或多发梗塞性痴呆的作用机理。
方法:应用体外细胞培养的方法,观察中药对谷氨酸损伤神经元的影响。
结果:清脑益智方可明显提高谷氨酸损伤后神经元的存活率(P<0,05)3降低孵育液中LDH含量(P<0.05);提高细胞生存活力(MTT);对星型胶质细胞的增殖没有影响(3H—TdR)。
结论:清脑益智方可能通过刺激星影胶质细胞分泌神经营养因子而起到对神经元的保护作用。
【总页数】4页(P252-255)【关键词】清脑益智方;神经元损伤;化学诱导;谷氨酸;星形细胞;存活率分析【作者】梅建勋;张伯礼;陆融【作者单位】天津中医学院中医工程研究所;天津医科大学【正文语种】中文【中图分类】R285.5【相关文献】1.益智仁对谷氨酸损伤的大鼠离体培养皮层神经元的保护作用研究 [J], 李傅尧;刘晓萌;景昊;马捷;胡京红;洪庆涛;刘晶;冯婷;吴凤芝2.亚低温对体外缺氧缺糖损伤后神经元的保护作用及其对谷氨酸转运体、亲代谢型谷氨酸受体表达的影响 [J], 张欣;王德生;汤颖3.重组腺病毒载体转导的脑源性神经生长因子在大鼠体外培养海马神经元谷氨酸损伤模型中的保护作用 [J], 吴伟;王虔;梁浩;程焱4.救脑益智胶囊水提液对半乳糖老化小鼠海马神经元损伤的保护作用 [J], 赵志炜;王蓬文;宋丽娜;庄晓明;王元身;姬志娟;盛树力5.中药脑脊液药理学方法的建立──清脑益智方对谷氨酸损伤神经保护作用的实验研究 [J], 梅建勋;张伯礼;陆融因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
人源性神经营养素-6对体外培养海马神经元存活的促进作用张承武;曹丽丽;胡火珍;郑煜【期刊名称】《细胞生物学杂志》【年(卷),期】2004(26)5【摘要】分离出一周SD乳鼠海马组织,进行离体海马细胞培养;在培养基中加入神经营养素-6成熟肽片段,通过神经元特异性烯醇化酶免疫组化染色,计数存活海马神经元数量,与对照组比较,观察神经营养素-6对神经元存活的促进作用。
结果显示,神经营养素-6实验组海马神经元存活数目显著高于对照组。
表明人源性神经营养素-6可以促进体外培养神经元的存活。
【总页数】3页(P526-528)【关键词】神经营养素-6;体外培养;海马神经元;蛋白质【作者】张承武;曹丽丽;胡火珍;郑煜【作者单位】四川大学华西基础医学与法医学院生理学教研室;四川大学生命科学学院生物学教研室【正文语种】中文【中图分类】Q813.1;Q51【相关文献】1.表达大鼠脑源性神经营养因子腺相关病毒(rAAV-BDNF)对体外培养海马神经元保护作用的研究 [J], 张惊宇;赵节绪2.重组腺病毒载体转导的脑源性神经生长因子在大鼠体外培养海马神经元谷氨酸损伤模型中的保护作用 [J], 吴伟;王虔;梁浩;程焱3.脑源性神经营养因子前体对小鼠海马神经元存活和突起生长的抑制作用 [J], 陈甲;矫树生;梁春荣;王延江;许志强4.表皮生长因子对脑源性神经生长因子诱导体外培养大鼠脑海马神经干细胞向神经元分化的影响 [J], 王振宇;朱志;佟雷;季丽莉;赵久红;唐源远5.高压氧暴露对体外培养神经元的存活率和形态的影响及血小板源性生长因子-BB 和阿魏酸钠的保护作用 [J], 卢玲;李润平;崔瑞耀;曹永兵;孙学军;许熊飞;鲍璇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
研究海马神经元谷氨酸损伤
摘要: 目的:本研究通过观察体外培养的大鼠胚胎海马神经元在谷氨酸损伤后,细胞活力变化及细胞损伤的方式,初步探讨谷氨酸对神经元的损伤机制。方法:通过MTT,观察不同浓度( μM、125 μM、250 μM、500 μM)的谷氨酸损伤后不同时间(6 h、12 h、18 h、24 h)海马神经元活力的变化。经相差显微镜观察谷氨酸对海马神经元胞体及突起的影响。通过TUNEL、Hoechst染色比较正常培养组和损伤组的凋亡率,分析谷氨酸对海马神经元的损伤作用。结果:MTT结果显示,谷氨酸对体外培养的胎鼠海马神经元有兴奋毒性,在所观察的剂量范围内,随着谷氨酸浓度的增加,作用逐步增强,至500 μM达峰值,随着损伤后孵育时间的延长,海马神经元活力逐渐下降。TUNEL和Hoechst染色结果也显示,125 μM谷氨酸对体外培养的胎鼠海马神经元有兴奋毒性,主要引起海马神经元的凋亡。结论:谷氨酸对体外培养的胎鼠海马神经元有兴奋毒性,且这种作用呈现剂量相关性。中等剂量(125 μM)谷氨酸损伤主要引起海马神经元的凋亡。 关键词: 谷氨酸 海马神经元 TUNEL 脑卒中以高死亡率和高致残率严重威胁着人类的健康和社会劳动能力。在脑缺血过程中,各种神经递质发生一系列变化,如脑内氨基酸类神经递质大量增加,特别是缺血中心区域。兴奋性氨基酸如谷氨酸(glutamate, Glu)和天冬氨酸(aspartic, Asp )的过量释放是缺血性脑损伤的重要病理机制。据报道谷氨酸受体拮抗剂对脑缺血损伤有很好的保护作用。同样,抑制性氨基酸对脑缺血有保护作用,可拮抗兴奋性氨基酸的毒性。很多学者认为,兴奋性氨基酸和抑制性氨基酸的平衡失调是缺血性脑损伤的原因之一。 海马是边缘系统的重要组成部分,在学习、记忆、情绪反应及植物性神经功能等方面有重要作用,是老年性痴呆、癫痫等疾病的主要病灶之一,在结构上具有高度序化板层结构和神经元相对独立分布等特点。海马是神经元高度集中的部位,锥体神经元是海马区的主要成分,体外培养的海马神经元,对许多致病因素和化学损害较为敏感,因此在研究神经系统疾病的病理机制及治疗方法中均以海马作为病理模型,如缺血/缺氧、癫痫、衰老和兴奋性毒素等均可引海马的特异性损害。在脑缺血模型中,海马神经元最早出现较严重的损害,并且海马缺血性损害和兴奋性神经毒有关,这可能和海马神经元含有高密度的谷氨酸能受体有关。 本研究采用胎鼠海马神经元的无血清体外培养,获得高纯度的神经元。通过高分子量神经丝蛋白(neurofilament high molecular weight,NF-H)和神经胶质酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)染色,鉴定海马神经元的纯度;通过相差显微镜观察谷氨酸对海马神经元胞体及突起的影响;通过MTT检测在不同浓度谷氨酸损伤后,不同时间海马神经元存活率;同时通过TUNEL(terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end-labeling),Hoe-chst比较损伤组和正常培养组凋亡率,探讨谷氨酸对海马神经元的损伤机制,为筛选抗谷氨酸兴奋毒性药物提供实验模型。 1 材料和方法 材料 动物:采用健康孕18~19天Sprague-Dawley (SD)大鼠,由南通大学实验动物中心提供;抗体:抗GFAP、NF-H抗体购自Sigma公司;其他试剂和材料:Neuronbasal培养基、B27、DMEM培养基购自Gibco公司,胰蛋白酶、Hoechst33342购自Sigma公司,TUNEL试剂盒购自Promega公司。 方法 海马神经元的原代培养 孕18~19天SD大鼠复合麻醉剂麻醉,无菌条件下取胎鼠脑,置于解剖液中,解剖显微镜下仔细去除脑膜,取出双侧海马,于%的胰酶37 ℃消化10 min,用完全培养基(90%DMEM+10%FBS)终止消化,制成单细胞悬液,调整细胞密度大约为106/ml,接种于事先用多聚赖氨酸包被的24孔/96孔细胞培养板。4 h后换成无血清的神经元培养基(98% neurobasal medium+2%B27)置5%CO2、饱和湿度、37 ℃培养箱培养7~8天。3天半换液。 免疫细胞化学 海马神经元按上法培养7天后,吸去培养液,用PBS洗涤一次,加入4%多聚甲醛500 μl,室温下固定30 min,去除固定液,用PBS室温下洗涤10 min×3次。用含10%羊血清、% Triton X-100 的PBS液在37℃条件下封闭60 min,吸去封闭液。滴加一抗(rabbit anti-NF-H polyclonal antibody,1∶200,rabbit anti-GFAP polyclonal antibody,1∶300),4℃放置过夜,PBS洗。滴加二抗(FITC goat anti-rabbit IgG,1∶200),室温、避光放置2 h,PBS洗。以Hoechst(5 μg/ml)标记细胞核,PBS洗。实验中设不加一抗的空白对照组,除以PBS代替rabbit anti-NF-H polyclonal antibody,其余步骤同上。在激光共聚焦显微镜下观察免疫荧光细胞化学检测结果。随机计数500个细胞,计算NF-H阳性细胞百分率。Hoechst 33342染色检测细胞凋亡时,用4%多聚甲醛固定细胞30 min,PBS洗细胞两遍,各组加入Hoechst 33342染液(5 μg/ml)室温染色10 min,在倒置荧光显微镜下观察各组凋亡细胞数。每组设3个复孔,每孔随机取五个视野,实验重复3次。 海马神经元谷氨酸损伤处理 海马神经元按上法培养7~8天后,吸出原来的培养基,用Locke’s液洗涤细胞3次,每次5 min。 以Locke’s液配制125 μM谷氨酸,其中添加1 μM甘氨酸。正常对照组(Locke’s不含有125 μM谷氨酸)和实验组均作用15 min,撤除,再用Locke’s液洗涤细胞3次,每次5 min。重新加入原来的培养基,继续培养。 MTT检测 海马神经元以1×106个/ml接种细胞于96孔培养板中,每孔 ml。5%CO2培养箱中培养7~8天。加入谷氨酸损伤,分别于损伤后12 h、18 h、24 h。每孔加 10 μl MTT(5 mg/ml)放入37 ℃,5% CO2培养箱中培养4 h。然后每孔加入100 μl 20% SDS ,培养箱中培养20
h。酶标仪上570 nm(参考波长490 nm)处测定OD值。每个实验组设8个复孔,实验重复3次。 TUNEL法检测细胞凋亡 海马神经元在24孔板上按上法培养7~8天。实验分2个实验组进行,损伤组用125 μM谷氨酸按上述损伤方法处理。谷氨酸处理后18 h吸去培养液,用4%多聚甲醛固定细胞30 min,室温下用新鲜PBS洗细胞两遍。再用%Triton X-100通透细胞5 min。每孔加入100 μl Equilibrate Buffer,室温下作用5~10 min。然后每孔加入45 μl Equilibrate Buffer,1 μl rTDT,5 μl dNTP,1 μl rTDT酶,避光,37 ℃孵育60 min。加入2×SSC作用15分钟,终止反应。并且在室温下,用新鲜PBS 。最后加入 μg/ml PI染液,染色10 min。用纯水洗。采用共聚焦显微镜观察,计数。每组设3个复孔,每孔随机取5个视野,实验重复3次。 2 结 果 海马神经元的培养 倒置显微镜下观察,海马神经元分离培养不久后即贴壁,胞体表面光洁,呈锥形或椭圆形,有均匀一致的反光,且折光性明显(图1A,B)。 免疫荧光细胞化学染色 用无血清的神经元培养基(98% neurobasal medium+2%B27)培养7~8天,免疫荧光细胞化学染色可以看到NF-H阳性细胞占绝大多数,GFAP阳性占%,培养的海马神经元纯度达%以上。可以用于后续实验。结果见图2。 不同浓度谷氨酸对海马神经元的兴奋性毒性 海马神经元培养7~8天后,用不同浓度的谷氨酸损伤神经元,24 h后采用MTT法观察各组细胞活力,结果显示:与正常对照组相比,随着谷氨酸浓度的增加,海马神经元活力显著下降,呈剂量依赖性(图3A)(P均<)。加入125 μM谷氨酸损伤神经元,分别在损伤后6 h、12 h、8 h、24 h后采用MTT,观察各组细胞活力,结果表明,随着损伤时间的延长,海马神经元活力逐渐下降(图3B)。 125 μM谷氨酸损伤海马神经元后细胞形态学变化 倒置显微镜下观察,正常海马神经元胞体表面光洁,突起长而折光性明显,突起交织成状(图4A)。谷氨酸对原代培养7~8天的海马神经元有明显细胞毒性,海马神经元暴露于125 μM谷氨酸15 min,18 h后可见部分细胞变圆,胞体肿胀,细胞失去原有形态,突起淡化、减少或消失,细胞内、外出现较多的黑色颗粒,部分细胞凋亡,贴壁不牢,折光性下降(图4B)。 Hoechst 33342染色检测细胞凋亡 见图5。倒置显微镜下观察,谷氨酸对原代培养7~8天的海马神经元有明显细胞毒性,海马神经元暴露于125 μM谷氨酸,18 h后Hoechst 33342染色可见部分细胞呈现出典型的凋亡细胞的细胞核形态特征,细胞核明显变小,部分染色质出现浓缩状态,进一步高度凝聚,细胞核碎裂成四、五个凋亡小体,而正常培养的海马神经元细胞的胞核染色后,可清晰地看到细胞核为圆形,发出均匀的蓝色荧光,随机选取10个视野,每个视野细胞计数不少于100个,对凋亡细胞的比率进行计算。结果表明18 h后凋亡细胞为(±)%。 TUNEL检测细胞凋亡 激光共聚焦显微镜观察可看到正常细胞胞核被染成红色,胞核大而完整(图6A),用125 μM谷氨酸损伤可导致神经元凋亡,凋亡细胞胞核变小,并且胞核碎裂成众多凋亡小体而且既有红色荧光,又有绿色荧光(图6B、C)。在神经元培养基中混杂的胶质细胞逐渐凋亡,体外培养7~8天后,凋亡约有(±)%,主要是各种胶质细胞;用125 μM谷氨酸损伤后,凋亡细胞逐渐增多,18 h后约有(±)%的细胞凋亡,主要是各种神经细胞。 3 讨 论 谷氨酸是脑内含量丰富的兴奋性氨基酸,兼有对神经元的兴奋作用和神经毒作用。目前,有许多实验表明,脑缺血初期,细胞外液可持续高出正常值的数十倍,构成Glu的毒性环境,并且缺血缺氧过程中,Glu大量释放是灭活机制-摄取功能发生障碍的直接后果。 细胞的凋亡检测现在已有多种方法,这些方法分别针对凋亡细胞不同阶段的特征性改变进行检测,其中细胞核的荧光染色是目前比较可靠的方法,因为核固缩与核碎裂是凋亡细胞的一种广谱性特征。TUNEL能对完整的单个凋亡细胞核或凋亡小体进行原位染色,在本实验中,我们判断细胞凋亡的依据主要是TUNEL染色、凋亡细胞的核形态的变化,同时结合显微镜下细胞的形态。 谷氨酸兴奋毒性引起的损伤形式及程度很大程度上取决于细胞的类型、作用的时间和浓度,以往的研究也表明谷氨酸兴奋毒性能引起神经元凋亡,但谷氨酸刺激浓度和时间差异比较大[6,7,9]。 本研究发现适当中等浓度(125 μM)谷氨酸刺激短时间后神经元损伤主要以凋亡为主,在损伤24小时内细胞存活率随时间延长而降低。谷氨酸损伤18