铅对星形胶质细胞谷氨酸代谢的影响及其机制的研究

【作者】 林琳； 廖英俊；

【机构】 中国医科大学基础医学院细胞生物学卫生部重点实验室染色质生物学研究室； 中国医科大学基础医学院生理学教研室；

【摘要】 铅是具有很强神经毒性的重金属污染物。迄今为止,铅对学习记忆损害方面的研究主要以神经元作为研究对象,而以神经胶质细胞作为研究对象的相关研究却少有报道。星形胶质细胞(astrocyte,AS)是脑内数量最多、分布最广的一类细胞,它对神经元起支持、营养及促进神经再生与修复等作用。谷氨酸(glutamate,Glu)是主要的兴奋性神经递质。细胞外液中过量Glu的累积,将导致谷氨酸能受体的过度刺激,引起神经元的兴奋性毒性损伤。AS上表达两种高亲和力的谷氨酸转运体GLAST(Glutamate/Aspartate transporter)和GLT-1(Glutamate transporter-1),同时AS内具有谷氨酰胺合成酶(Glutamine Synthetase,GS)。因此,AS不仅能快速清除突触间隙的Glu,而且能对摄入的Glu进行代谢转化。本研究主要探讨铅暴露对AS谷氨酸代谢的影响及其可能机制。实验以原代培养的AS为研究对象,经细胞纯度鉴定后,进行铅暴露72 h。实验结果显示,随铅暴露浓度的增加细胞形态发生改变,且各铅暴露组的AS活力均显著降低。各铅暴露组AS内GS活力与对照组相比均明显下降;GLT-1和GS蛋白表达呈下降趋势,但GLAST蛋白表达无显著性差异;GLT-1和GS的m-RNA水平与蛋白表达趋势一致。各铅暴露组转运体功能与对照组相比均显著下降。实验结果提示铅对GLT-1蛋白表达的影响可能是导致AS对Glu转运能力下降的主要原因,铅对GLT-1和GS蛋白表达的影响可明显抑制突触间隙Glu的转运与代谢,导致Glu在突触间隙的蓄积。更多还原