OGD致突触后膜AMPA受体通道结构及通透功能变化

【作者】 刘宝松； 陈力学； 曾琳； 龙在云；

【机构】 第三军医大学大坪医院野战外科研究所第三研究室；

【摘要】 目的:脑创伤或缺血损伤后谷氨酸(Glu)大量释放及其受体的过度激活导致了Ca2+ 的大量内流,进而引起神经元延迟性死亡和继发性损害的发生。本研究探讨缺氧损伤后神经元膜表面AMPA受体亚单位(GluRs)含量、受体结构组成及其在Ca2+超载和延迟性细胞死亡中的作用,为特异性阻断病理过程和低毒药物设计提供理论依据。方法: 体外培养大鼠海马神经元,模拟临床缺血过程建立缺血缺氧模型(Oxygen Glucose Deprivation,OGD)。致伤过程在神经元专用缺氧箱内完成,简述为:更换细胞外液,缺氧30 min(37 ℃,气体成分:85%N2、10%H2、5%CO2)后,洗涤,添加维持培养基继续培养。采用PI染色、双重免疫荧光标记技术定量观察神经元死亡情况,采用细胞比色分析技术(colormetric assay) 分析伤后膜表面GluRs含量变化:以膜片钳全细胞记录技术检测微兴奋性突触后电流(mEPSCs),比较使用特异性阻断剂Naspm(可特异性阻断不含GluR2的AMPA受体介导的电流)前、后mEPSCs的波幅和频率变化。结果: (1)缺氧损伤组伤后24h神经元死亡数量明显高于对照组。(2)正常状态下突触部位GluR2含量丰富,约有65%的突触含有GluR2,而伤后GluR2阳性突触比例显著降低(p<.05),表明突触部位GluR2含量明显下降。与此相反, GluR1和GluR3阳性突触数目在正常状态下约占突触总数的34%-41%,伤后突触部位G1uR1、GluR3的含量占膜表面总含量的百分比明显增加。(3)细胞比色结果显示损伤组伤后24 h膜表面GluR3含量显著高于对照组(p<0.05),约为对照组的1.35倍,而GluR2仅为对照组的57.34%.(4)而缺氧损伤组使用Naspm后mEPSCs的幅度由25.47±3.57pA降至17.45±3.12pA,相差非常显著(p<0.05),表明缺氧损伤后出现了一个新的突触后电流。结论:缺氧可致神经元膜表面AMPA受体的组成结构发生变化,缺乏GluR2的受体通道数目增加,介导了Ca2+的快速内流,引起神经元的延迟性死亡。更多还原