内质网应激在缺血性脑卒中发病机制中的作用研究进展

缺血性脑卒中是发病率和致残率非常高的疾病之一,越来越多的研究表明内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS)参与缺血性脑卒中的发生和发展。ERS是一种基本的细胞应激反应,在内源性或者外源性刺激下维持细胞内蛋白质稳定。适度的ERS可通过激活促细胞存活的信号通路使细胞进入适应过程,从而挽救缺血性脑损伤,然而过度的ERS可通过触发多种促凋亡和促炎症通路对多种神经细胞产生不利影响。此外,动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)是导致缺血性脑卒中的重要原因之一,ERS参与了AS的发生和发展。现就ERS在缺血性脑卒中发生、发展中的作用机制研究进展进行综述,为研究靶向ERS治疗缺血性脑卒中提供新思路。     

内质网应激在缺血性脑血管病中的作用

缺血性脑血管病损伤过程极为复杂．其发病机制涉及脑组织能量代谢紊乱、兴奋性氨基酸毒性、细胞内钙超载、自由基损伤、神经细胞凋亡、炎症反应等多个环节。在脑梗死神经元损伤中氧化应激和内质网应激可同时或相继发生。钙是两者相互联系的纽带，最终导致神经损伤。内质网是细胞加工蛋白质和贮存钙的主要场所，它对缺血、缺氧及钙平衡紊乱极为敏感，可导致内质网应激并激活多条信号通路。内质网应激决定了细胞的转归，如抵抗、适应、损伤或凋亡。[第一段]     

神经元凋亡与未成熟脑组织缺血缺氧性脑损伤

神经元凋亡在未成熟脑组织缺血缺氧性损伤中占有重要比例。天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白(cysteinyl aspartate-specific protease，caspase)在未成熟脑组织中的活性远高于成人脑组织。细胞内与凋亡执行期发挥关键作用的caspase有关的参与凋亡的细胞器主要有线粒体和内质网。通过线粒体细胞色素c的释放和内质网应激两条通路最终激活caspase-3导致神经元凋亡。     

前凋亡分子CHOP/GADD153的生物学特性及其在帕金森病发病中的意义

凋亡是帕金森病多巴胺能神经元损伤的形式之一。本文概述了前凋亡分子CHOP/GADD153的结构、分布、功能及表达调控,它是内质网应激相关凋亡通路上的重要分子。在帕金森病发病时其表达上调,是细胞由防御性应激反应向凋亡转变的促发因素。另外,CHOP/GADD153还参与调节多个与凋亡相关分子和通路,故其作为潜在的帕金森病神经治疗靶点之一,对深入研究帕金森病细胞凋亡早期的分子机制和内质网应激与帕金森病发病的联系提供了新的思路。     

内质网应激IRE1α/XBP-1通路在多巴胺能神经元变性死亡中的作用

目的 探讨内质网应激1型跨膜蛋白激酶α (IRE1α)/X盒结合蛋白1 (XBP-1)通路在多巴胺能神经元变性死亡中的作用。方法 利用内质网应激诱导剂Thapsigargin观察小鼠原代成纤维细胞中IRE1α/XBP-1通路活性。利用IRE1 α抑制剂KIRA8探究IRE1 α/XBP-1通路在原代中脑多巴胺能神经元变性死亡中作用。结果 相比于未处理组细胞,Thapsigargin处理后原代成纤维细胞中内质网应激IRE1 α/XBP-1通路明显上调。Thapsigargin处理可显著降低原代中脑多巴胺能神经元的存活率,而KIRA8处理可显著改善Thapsigargin导致的多巴胺能神经元存活率降低。结论 内质网应激通过IRE1 α/XBP-1通路介导多巴胺能神经元的变性死亡。     

难治性颞叶癫痫患者颞叶皮层GRP78、caspase4的表达

目的观察难治性颞叶癫痫患者脑组织内质网应激相关分子GRP78、caspase4的表达,探讨内质网应激在难治性颞叶癫痫脑损伤中的作用。方法应用免疫组化、Western blot方法检测32例难治性颞叶癫痫患者手术切除的颞叶皮层脑组织GRP78、caspase4的表达,并与性别、年龄相匹配的对照组进行比较。结果与对照组相比,GRP78、caspase4在癫痫组表达明显上调(P0.05)。结论癫痫诱发了内质网应激,caspase4可能参与了癫痫后脑损伤,很可能为癫痫脑损伤的治疗提供新的靶点。     

内质网应激与帕金森病的研究进展

内质网(ER)是蛋白质修饰、折叠和钙存储的场所,各种刺激将干扰ER的功能导致未折叠和错误折叠蛋白的蓄积,引发ER应激(ERS),ERS不仅可以启动只有保护作用的未折叠蛋白反应(UPR)~[1]和ER相关降解(ERAD),还可以触发ERS相关的细胞凋亡.错误折叠的a-突触核蛋白的聚集为帕金森病(PD)发病机制的关键环节.而ERS中目前认识最为清楚的UPR作为帮助细胞内蛋自质正确折叠的处理方式,其与PD a-突触核蛋自形成的关系,以及ERS过度所引起的细胞凋亡与PD患者黑质神经元减少之间的关系成为目前PD研究中的热点之一.现将ERS反应与PD的关系综述如下.     

内质网应激分子IRE1α、JNK在难治性颞叶癫痫患者脑组织中的表达

目的观察难治性颞叶癫痫患者颞叶皮层内质网应激相关分IRE1α、JNK的表达,探讨内质网应激在难治性颞叶癫痫脑损伤中的作用。方法应用免疫荧光、Western b lot方法检测25例难治性颞叶癫痫患者手术切除的颞叶皮层脑组织IRE1α、JNK的表达,并与性别、年龄相匹配的对照组进行比较。结果与对照组相比,IRE1α、JNK在癫痫组表达明显上调(P0.05)。结论内质网应激分子IRE1α、JNK可能参与了癫痫后脑损伤,从而为癫痫脑损伤的治疗提供新的靶点。     

PERK通路在内质网应激诱导的中脑多巴胺能神经元死亡中作用

目的 探讨PERK通路在内质网应激诱导的中脑多巴胺能神经元变性死亡中的作用。方法 利用小鼠原代培养成纤维细胞,应用Western blot和免疫荧光染色法,观察内质网应激诱导剂毒胡萝卜素(thapsigargin)对PERK通路的激活,利用小鼠原代培养中脑多巴胺能神经元,应用TH免疫荧光染色法对存活的中脑多巴胺能神经元进行计数,以观察PERK抑制剂GSK2606414对长时程Thapsigargin处理诱导的中脑多巴胺能神经元死亡的影响。结果 在Thapsigargin处理后的原代成纤维细胞中p-PERK、p-eIF2α、ATF4水平均显著升高,Thapsigargin诱导中脑多巴胺能神经元死亡,PERK抑制剂GSK2606414可显著减少长时程Thapsigargin处理诱导的中脑多巴胺能神经元死亡。结论 内质网应激激活PERK通路;长时程内质网应激导致中脑多巴胺能神经元死亡,抑制PERK通路的激活可以缓解长时程内质网应激导致的中脑多巴胺能神经元死亡,PERK通路参与了长时程内质网应激导致的中脑多巴胺能神经元变性死亡。     

内质网应激与神经系统疾病

内质网是蛋白质修饰、折叠和钙储存场所，内质网中钙与离子紊乱和未折叠蛋白质蓄积可引发内质网应激，发生具有保护作用的未折叠蛋白反应，而长期过强的内质网应激诱导细胞凋亡，内质网应激直接影响应激细胞的转归，如适应、损伤或凋亡。神经系统许多疾病与内质网应激相关，本文主要将近年来与内质网应激相关的神经系统疾病的研究作一综述。     

蛛网膜下腔出血后Caspase-12表达及海马细胞凋亡的研究

目的 检测内质网特异性因子Caspase - 12及海马区神经元细胞凋亡的表达,分析内质网应激在自发性蛛网膜下腔出血(SAH)后早期脑损伤中的作用.方法 54只大鼠分为手术组、假手术组、空白对照组;手术组、假手术组又分为3h、12 h、24 h、48 h亚组.利用RT - PCR检测Caspase - 12的表达,TUNEL测大鼠海马区神经元细胞凋亡,电镜及HE染色光镜下观察大鼠海马区神经元细胞形态学改变.结果 Caspase - 12在SAH后3h开始增高,24 h达到高峰,48 h开始降低,但48 h时较假手术组、空白对照组仍高(P＜0.01),各组比较差异有统计学意义(P＜0.01).大鼠海马区神经元凋亡阳性细胞在3h时开始出现,但与假手术组、空白对照组相比差异无统计学意义(P＞0.05),凋亡阳性细胞数在24h达高峰,48 h开始降低,但较假手术组、空白对照组仍高(P＜0.01).各组间比较差异有统计学意义.手术组大鼠海马区神经元细胞在光镜下可见明显核固缩.各组间Caspase - 12的表达量与细胞凋亡阳性数量呈正相关(r=0.753,P＜0.01).结论 内质网应激在SAH后早期脑损伤中发挥重要作用.     

IRE1-TNAF2信号转导通路在Hcy诱导PC12细胞凋亡中的作用

目的探讨内质网应激(ERS)IRE1-TNAF2信号转导通路在同型半胱氨酸(Hcy)致大鼠嗜铬细胞瘤(PC12)细胞凋亡中的作用。方法 Hcy作用于神经生长因子诱导的PC12细胞。MTT检测5mmol.L-1Hcy不同时间作用的PC12细胞活性;流式细胞仪检测不同浓度Hcy作用24h后细胞凋亡率;RT-PCR观察IRE1、TNAF2及caspase-12 mRNA表达水平变化。结果经Hcy处理后PC12细胞发生凋亡,并呈浓度和时间依赖性。与对照组相比,IRE1 mRNA和TRAF2 mRNA表达水平增加(P<0.05),Caspase-12 mRNA表达也相应增高(P<0.05)。结论 Hcy可诱导PC12细胞凋亡,IRE1-TNAF2信号转导通路的激活在其中起重要作用。     

内质网应激与脑缺血再灌注后的神经细胞凋亡

脑血管疾病是神经系统常见病和多发病，其中缺血性脑血管病占较大比例。脑缺血后有相当部分血管能自然再通或经溶栓治疗后恢复再通，但随之而来的是出现再灌注损伤，导致缺血及周边区神经细胞坏死和凋亡。脑缺血再灌注损伤中的神经细胞凋亡机制目前仍未完全阐明。内质网应激（endoplasmic retieulum stress，ERS）是细胞的一种自我保护机制，以恢复内质网稳态，维持生存，但是过强或持续时间过长的ERS可以引起细胞凋亡。ERS反应性凋亡途径是不同于经典凋亡途径（死亡受体途径和线粒体途径）的一种新的细胞凋亡途径，ERS与脑缺血再灌注后神经细胞凋亡关系的研究是近年来脑血管病研究的热点，本文就相关内容作一综述。     

癫痫持续状态大鼠内质网应激预适应对海马神经元保护作用的实验研究

目的 探讨2-脱氧葡萄糖诱导内质网应激预适应对癫痫持续状态大鼠海马神经元的保护作用及其可能机制。方法 采用2-脱氧葡萄糖连续腹腔注射诱导内质网应激,并在此基础上制备氯化锂-匹罗卡品癫痫持续状态大鼠模型。Nissl染色观察癫痫持续状态后海马神经元损伤情况、计数海马CA1和CA3区存活神经元数目;免疫组织化学检测海马CA3区内质网应激标志物葡萄糖调节蛋白78（GRP78）和X盒结合蛋白1（XBP-1）表达变化。结果 与癫痫持续状态组相比,癫痫持续状态后第7天时内质网应激预适应组大鼠海马存活神经元数目增加,以CA1区显著（t=5.353,P=0.000）。癫痫持续状态组大鼠发作后6 h,海马CA3区GRP78和XBP-1表达水平升高且高于对照组（均P=0.000）,于发作第2天达峰值水平（均P=0.000）;内质网应激预适应组大鼠发作前海马CA3区GRP78和XBP-1表达即高于对照组（均P=0.000）,GRP78在发作后24 h和2 d时维持在峰值水平（均P=0.000）,XBP-1在发作后24 h达峰值水平（P=0.000）;内质网应激预适应组大鼠海马CA3区GRP78和XBP-1表达在癫痫持续状态前,以及癫痫持续状态后6、12、24 h均高于癫痫持续状态组（均P=0.000）,至第2和7天时与癫痫持续状态组之间差异无统计学意义（P〉0.05）。结论 经2-脱氧葡萄糖诱导的内质网应激预适应对癫痫持续状态大鼠海马神经元具有保护作用,而XBP-1-GRP78信号转导通路的活化可能是其机制之一。     

内质网应激在高血糖加重脑缺血再灌注损伤中的研究进展

正各种应激压力导致未折叠蛋白/错误折叠蛋白在内质网(endoplasmic reticulum,ER)腔内蓄积,引起内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)。高血糖与脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia-reperfusion injury,CIRI)通常一起出现,约占所有CIRI的53%,且可加重脑组织的缺血再灌注损伤,细胞凋亡是CIRI的中心环节。新近研究表明,高血糖对CIRI的恶化效应与内质网应激诱导的细胞凋亡密切相关~([1]),主要通过增加CAAT区/增强子结合蛋白同源蛋白(CAAT/enhance binding protein homologousprotein,CHOP)的表达和激活半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶12(cysteme aspartate specific protease 12,Caspase-12)来实现。故本文将阐     

细胞周期机制在创伤性脑损伤中的研究进展

创伤性脑损伤后诱导继发性损伤,导致神经元凋亡、神经炎症和神经功能障碍,一个重要的损伤机制是细胞周期激活。细胞周期再进入机制可能是神经元凋亡性细胞死亡的共同通路,通路可能是p53依赖性或p53非依赖性的。创伤性脑损伤也导致星形胶质细胞和小胶质细胞中细胞周期激活。细胞周期抑制剂,在创伤性脑损伤后可以提供强有力的神经保护作用,为颅脑损伤的治疗提供新的研究靶点。     

促红细胞生成素对癫痫大鼠神经元的保护作用

癫痫是小儿神经系统常见病之一。癫痫发作，尤其是癫痫持续状态对小儿危害大，严重影响小儿精神发育。癫痫脑损伤引起的神经元死亡包括凋亡和坏死两种形式，caspase家族是可直接导致凋亡细胞解体的蛋白酶系统，在细胞凋亡的分子机制网络中居中心地位，而caspase-3被认为是这一家族中的关键蛋白酶。     

FAM134B介导的自噬在无镁外液致痫海马神经元内质网应激及凋亡中的作用

目的 探讨FAM134B介导的自噬在无镁外液致痫海马神经元内质网应激及凋亡中的作用。方法原代培养新生24 h的SD大鼠海马神经元,通过无镁外液诱导体外癫痫模型。将海马神经元随机分为对照组(CON)、无镁诱导组(AE)、阴性对照组(Lenti-pGV)、过表达FAM134B组(Lenti-FAM134B)和低表达FAM134B组(Lenti-FAM134B-shRNA),并进一步采用选择性自噬抑制剂3-MA进行干预;采用LDH法检测细胞活力、TUNEL法检测细胞凋亡、Western blotting法检测自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ、内质网应激相关蛋白GRP78及CHOP的表达。结果 与CON组相比,AE组LDH释放率明显升高,海马神经元活力下降,神经元凋亡明显增加,过表达FAM134B显著降低LDH释放率,增加海马神经元活力,减少AE诱导的神经元凋亡; AE组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比例增加,过表达FAM134B使LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比例进一步增加; AE组GRP78和CHOP的表达明显增加,过表达FAM134B显著减少AE诱导的GRP78和CHOP表达的增加,而低表达FAM134B均发挥相反作用。与过表达FAM134B组相比,3-MA消除过表达FAM134B对AE诱导的内质网应激及神经元活力的影响,显著增加GRP78和CHOP的表达,并增加LDH释放率。结论 FAM134B可能通过调控自噬途径对内质网应激和神经元凋亡发挥保护作用。     

帕金森病与内质网应激

在帕金森病(PD)的病理生理机制中,内质网应激作为新的关注点已经进入人们的视野.内质网应激反应中的未叠蛋白反应可以将细胞内的未叠和错叠蛋白进行正确折叠,另一方面,过度的应激会导致细胞的凋亡,而帕金森病中标志性的α-synuclein这一异常折叠蛋白的出现以及黑质多巴胺能神经元的减少也为内质网应激在帕金森病发病中的作用提供了可能的依据,目前的研究也表明在细胞和动物模型中,内质网应激确实参与了帕金森病的病理生理过程,因而针对内质网应激采取相应的治疗措施为帕金森病的治疗提供了一个新的方向.     

siRNA细胞色素c基因静默对大鼠脑皮质神经元体外模拟缺血再灌注损伤的影响

目的探讨体外模拟缺血再灌注（ischemia／reperfusion，IS／RE）后大鼠脑皮质神经元内质网应激凋亡的机制及抑制细胞色素c（Cyt c）表达对内质网应激的影响。方法体外培养SD乳鼠脑皮质神经元，用免疫组织化学、免疫荧光染色鉴定神经元纯度；用流式细胞术AnnexinV、PI双标检测调亡率及活性Caspase-3，-7，-9表达水平；用Westernblot免疫印迹方法检测Caspase-12、GRP78、Bcl-2、Cytc蛋白表达水平。结果SD乳鼠皮质神经元可纯化体外培养；空转染组神经元模拟缺血6h再灌注24h及48h（IS6h／RE24h、48h）细胞凋亡率分别是17．95％、22．62％；CytC基冈静默后凋亡率分别降至10．26％、9．37％，空转染组与转染组比较有统计学意义（P＜0．05）；空转染组神经元模拟缺血再灌注后GRP78、Cytc、活性Caspase-3、caspase-9、caspasel2表达均增加．Bcl2表达减少；siRNA Cyt c基因静默后神经元Bcl-2表达增加，GRP78、活性caspase-12、caspase-3、caspase-9表达明显降低，2组比较有统计学意义（P＜0．05）；空转染组和转染组均未检测到caspase-7表达。结论体外模拟缺血再灌注后脑皮质神经元发生凋亡，线粒体、内质网应激参与了神经元凋亡；抑制细胞色素c释放对内质网应激凋亡有抑制作用。