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中风是当今社会人类第三大致死疾病。迄今为止,兴奋毒是解释缺血性脑中风引起迟发性神经元凋亡最流行的假说,即缺血引起兴奋性氨基酸的大量释放,同时过度激活突触后膜的谷氨酸受体尤其是NMDA受体引起Ca2+内流,形成胞内Ca2+超载,Ca2+激活一系列蛋白激酶和转录因子等,引起细胞损伤。谷氨酸受体有离子型谷氨酸受体和代谢型谷氨酸受体,前者又分为NMDA受体、AMPA(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isozolepropionicacid)受体和海人藻酸受体。很多研究表明NMDA型谷氨酸受体是介导兴奋毒和细胞凋亡的重要离子通道。与NMDA受体相比,很少有关于KA受体与脑缺血关系的研究。本文以大鼠四动脉全脑缺血的模型,深入研究了KA受体亚基GluR6与脑缺血关系,并进一步探讨了GluR6及其所介导的信号通路在缺血性脑中风引起神经元损伤中的作用机制。
1.含有GluR6羧基末端的小肽具有神经保护作用为了研究KA受体亚基GluR6在脑缺血/再灌注诱导的海马神经元的凋亡中的作用。我们通过构建含有GluR6羧基末端的九个氨基酸的融合肽(Tat-GluR6-9c)来阻断GluR6与PSD-95结合。结果显示脑缺血/再灌能诱导GluR6·PSD-95·MLK3信号模块组装增加,MLK3和JNK磷酸化升高,激活的JNK一方面磷酸化底物c-jun并上调FasL的表达,另一方面磷酸化14-3-3蛋白使Bax转位到线粒体促进细胞色素c的释放最终激活caspase3引起细胞凋亡。Tat-GluR6-9c不仅可以抑制GluR6·PSD-95·MLK信号模块的组装,而且抑制了MLK3和JNK3的激活,进而通过核通路及非核通路抑制了海马CA1区神经元的凋亡。我们的结果提示含有GluR6的KA受体参与了脑缺血/再灌注诱导的海马CA1区神经元的凋亡的过程。
2.反义寡核苷酸对GluR6·PSD-95·MLK3信号模块的调节为了研究GluR6·PSD-95·MLK3信号模块在脑缺血/再灌注诱导的海马神经元的凋亡中的作用。脑室注射GluR6和PSD-95的反义寡核苷酸,每天一次,连续三天。采用四动脉结扎SD大鼠全脑缺血模型,利用免疫沉淀和免疫印迹方法,检测脑缺血/再灌后GluR6·PSD-95·MLK3信号模块组装的变化以及MLK3和JNK的激活情况。结果发现,脑缺血/再灌能诱导GluR6·PSD-95·MLK3信号模块组装增加,MLK3和JNK磷酸化升高,而GluR6和PSD-95的反义寡核苷酸能抑制该作用,而且GluR6的反义寡核苷酸对脑缺血/再灌注诱导海马CA1神经元的损伤有保护作用。结果提示GluR6·PSD-95·MLK3信号模块参与了脑缺血/再灌诱导的MLK3和JNK信号通路的激活及海马CA1神经元的损伤。
3.缺血诱导了MLK3的膜转位采用四动脉结扎SD大鼠全脑缺血模型,利用免疫印迹方法,检测脑缺血后MLK3在胞浆和胞膜的分布情况。结果发现随缺血时间的延长,脑缺血能诱导MLK3从胞浆向胞膜的转位,胞膜上MLK3与PSD-95的结合逐渐增加,而N-乙酰半胱氨酸(NAC)能抑制MLK3的转位,提示脑缺血诱导的MLK3的膜转位与氧化应激有关。
综上所述,本文结果表明脑缺血/再灌注诱导GluR6·PSD-95·MLK3信号模块组装增加和MLK3和JNK信号通路的激活,进一步通过核通路和非核通路,最终导致海马CA1神经元凋亡,提示含GluR6亚基的KA受体参与了脑缺血/再灌诱导的海马CA1神经元的损伤。本研究设计的Tat-GluR6-9c能抑制脑缺血/再灌注诱导GluR6·PSD-95·MLK3信号模块组装增加及MLK3和JNK信号通路的激活,从而保护脑缺血/再灌注诱导的海马CA1神经元凋亡。