AMPA受体GluR2亚基研究进展

GluR2亚基由于其mRNA Q/R位点编辑,使得它在AMPA受体中的相对含量决定了AMPA受体的钙离子不通透性。在多种神经性损伤或退行性疾病中,神经元GluR2表达下调,Ca2＋内流增加。但是目前关于GluR2下调机制,GluR2在神经元死亡或耐受中的作用及机制尚未完全阐明。本文就AMPA受体GluR2亚基调控及其与神经元损伤关系的研究进展作一综述。     

缺氧所致神经元AMPA受体的结构组成及功能变化

目的探讨缺氧损伤后神经元膜表面谷氨酸AMPA受体亚单位(GluRs)含量、受体结构组成、功能的变化及其在Ca2 超载和延迟性细胞死亡中的作用.方法建立神经元缺氧损伤模型,采用PI染色、双重免疫荧光标记和细胞比色分析技术定量观察神经元死亡和膜表面GluRs含量变化,采用Fura-2法测定胞内Ca2 含量,以膜片钳技术检测微兴奋性突触后电流(mEPSCs)的变化.结果伤后胞内Ca2 含量和神经元死亡数量明显高于对照组;膜表面GluR2含量及含GluR2的突触数目显著减少(P<0.05),而GluR3含量较对照组则显著升高(P<0.05);缺乏GluR2的AMPA受体通道对Ca2 有很高的通透性.结论缺氧可致神经元膜表面AMPA受体的结构组成发生变化,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.     

GluR2缺失的AMPARs在突触可塑性机制中的研究进展

α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑-丙酸（AMPARs）是调节快速突触传递的兴奋性谷氨酸受体,是由GluR1、GluR2、GluR3和 GluR4四种亚基选择性组装构成同源或异源四聚物。GluR2亚基对AMPARs的特性有重要影响,含GluR2亚基的AMPARs对Ca2+不通透,中枢神经系统中大多数AMPARs为此类;不含GluR2亚基的AMPARs对Ca2+有较好的通透性,这类AMPARs在限定的神经元或特定的生理或病理条件下表达。近年来的研究发现,GluR2缺失的AMPARs对突触功能、突触可塑性、神经局部环路传导等有特殊的作用。本文对GluR2缺失的AMPARs及其对突触功能和可塑性的作用作一综述。     

全脑缺血再灌模型大鼠皮层神经元GluR2表达的变化

目的:采用免疫组化技术,研究全脑缺血后再灌不同时点大鼠皮层神经元AMPA受体亚单位GluR2表达的变化,探讨GluR2在缺血性神经元损伤中的作用。方法:将36只SD大鼠随机分为6组,即正常组、缺血再灌注后2h、12h、24h、48h、72h 5个时间点组。参照改良的Pulsinelli四血管闭塞法制备全脑缺血大鼠模型,缺血再灌后的大鼠分别在存活2h、12h、24h、48h及72h后采用免疫组化法测定皮层神经元GluR2的表达量。结果:模型再灌5个时点之间SD大鼠皮层神经元GluR2表达量没有统计学差异(P>0.05),但与正常组相比,各组的的表达量明显降低(P<0.05)。结论:脑缺血再灌后皮层神经元AMPA受体亚单位GluR2表达减少,介导胞外Ca2+内流,引起神经细胞死亡。     

PTEN对原代培养大鼠海马神经元牵张损伤后GluR2受体亚单位定位表达的调节作用

目的 探讨第10染色体同源丢失性磷酸酶张力蛋白基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)对大鼠原代海马神经元牵张损伤后AMPA受体GluR2亚单位定位表达的调节作用.方法 选用新生SD大鼠培养原代海马神经元,建立神经元牵张损伤模型,利用RNAi 慢病毒载体敲减神经元中PTEN基因的表达.采用Tunel染色评估神经元牵张各时相点的损伤情况.采用Western blot检测牵张各时相点AMPA受体GluR2亚单位在细胞中的表达定位变化.结果 慢病毒介导的RNAi能有效下调PTEN 基因的表达.PTEN基因表达下调后,0、2、6 h细胞凋亡比例无明显差异,但24 h细胞凋亡比例由(68.7%±5.1%)下降至(39.3%±3.5%),48 h细胞凋亡比例由(76.7%±5.3%)下降至(52.0%±4.3%).神经元细胞膜中的AMPA受体GluR2亚单位含量在牵张损伤6、24、48 h明显降低.下调PTEN 基因的表达后,神经元细胞膜中的AMPA受体GluR2亚单位含量在牵张损伤6 h无明显降低,牵张损伤24、48 h后降低.细胞损伤6、24、48 h时,下调PTEN 基因的表达能够明显上调神经元细胞膜中的AMPA受体GluR2亚单位含量.结论 海马神经元受到机械性牵张损伤后,下调PTEN的表达能够有效地阻止AMPA受体GluR2亚单位在细胞膜上定位的降低,降低凋亡细胞比例.PTEN对AMAP受体的调节作用可能为预防和治疗脑创伤提供一条新途径.     

成年大鼠纹状体区α-羟甲基恶唑丙酸型受体亚单位谷氨酸受体1的研究

目的研究膜α-羟甲基恶唑丙酸型(AMPA)受体亚单位谷氨酸受体1(GluR1)及其磷酸化形式在大鼠纹状体中的表达。方法采用Western印迹法、免疫组织化学法检测纹状体AMPA受体亚单位GluR1表达及磷酸化状态。结果纹状体有GluR1的表达,GluR1有(30．00±4．36)%的磷酸化胞内羧基端831位丝氨酸(GluR1S831)和(31．00±1．56)%的磷酸化胞内羧基端845位丝氨酸(GluR1S845)形式表达;GluR1以及磷酸化GIuR1S831和磷酸化GluR1S845主要在纹状体背外侧区表达,所有小清蛋白阳性的神经元均表达GluR1以及磷酸化GluR1S831和磷酸化GluR1S845,且所有GluR1以及磷酸化GluR1S831和磷酸化GluR1S845阳性的神经元均为小清蛋白阳性的神经元。结论AMPA受体亚单位GluR1独特地在纹状体小清蛋白阳性的神经元表达,且存在明显磷酸化GluR1S831和磷酸化GluR1S845表达,为深入研究病理情况下AMPA受体的特性奠定了基础。     

CaMK Ⅱ在脊髓背角LTP中调节AMPA受体GluR1亚单位的磷酸化

[目的]研究钙/钙调素调依赖性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）在大鼠脊髓背角C纤维诱发电位长时程增强（LTP）中对α-氨基羟甲基异噁唑丙酸（AMPA）受体GluR1亚单位磷酸化的影响,探讨长时程增强的分子机制。 [方法]利用电生理和Western blot方法,检测脊髓背角LTP后30min和3hAMPA受体GluR1亚单位Ser^831和Ser^845位点磷酸化水平,同时在强直刺激前,脊髓局部给予CaMKⅡ特异性抑制剂KN-93,检测GluR1亚单位Ser^831和Ser^845磷酸化水平变化。 [结果]强直刺激后30min、3h,脊髓背角AMPA受体GluR1亚单位Ser831和Ser845磷酸化水平明显增加。脊髓背角局部给予KN-93,阻断了LTP的诱导并且也阻止了GluR1亚单位Ser^831和Ser^845磷酸化水平的增加。 [结论]强直刺激可导致GluR1亚单位Ser831和Ser845激活且它的激活可能是通过CaMKⅡ来实现的。     

NMDA和AMPA型谷氨酸受体亚基在成年大鼠前脑室管膜及室管膜下区的分布

目的:观察前脑室管膜及室管膜下区N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)和使君子酸(AMPA)型谷氨酸受体的分布. 方法:应用成年SD大鼠前脑切片免疫组织化学方法,显示NMDA和AMPA受体六种亚基的细胞定位. 结果:在室管膜及室管膜下区有NMDA受体亚基NR1,NR2C及AMPA受体亚基GluR1,GluR2/3,GluR4免疫反应阳性产物的分布,免疫阳性产物则均匀地分布在细胞质或细胞膜. 半定量分析表明NR1和GluR4阳性细胞的数目和染色密度均高于NR2C,GluR1和GluR2/3阳性细胞. 结论:结合以往研究,NMDA和AMPA受体亚基在大鼠前脑室管膜及室管膜下区定位结果提示NMDA和AMPA受体可能参与该区域神经发生等功能活动的调节.     

CaMK Ⅱ在脊髓背角LTP中调节AMPA受体GluR1亚单位的磷酸化

 [目的]研究钙/钙调素调依赖性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）在大鼠脊髓背角C纤维诱发电位长时程增强（LTP）中对α-氨基羟甲基异噁唑丙酸（AMPA）受体GluR1亚单位磷酸化的影响,探讨长时程增强的分子机制。 [方法]利用电生理和Western blot方法,检测脊髓背角LTP后30min和3hAMPA受体GluR1亚单位Ser^831和Ser^845位点磷酸化水平,同时在强直刺激前,脊髓局部给予CaMKⅡ特异性抑制剂KN-93,检测GluR1亚单位Ser^831和Ser^845磷酸化水平变化。 [结果]强直刺激后30min、3h,脊髓背角AMPA受体GluR1亚单位Ser831和Ser845磷酸化水平明显增加。脊髓背角局部给予KN-93,阻断了LTP的诱导并且也阻止了GluR1亚单位Ser^831和Ser^845磷酸化水平的增加。 [结论]强直刺激可导致GluR1亚单位Ser831和Ser845激活且它的激活可能是通过CaMKⅡ来实现的。     

NR1和GluR2在成年大鼠海马结构的共表达

目的探讨NMDA受体NR1亚单位(NMDA/NR1)和AMPA受体GluR2亚单位(AMPA/GluR2)在正常成年大鼠海马结构的分布特征。方法在多聚甲醛固定的海马切片上,采用免疫荧光组织化学方法染色,通过激光扫描共聚焦显微镜观察NR1和GluR2在正常成年大鼠海马结构中的表达与分布。结果NR1和GluR2在正常成年大鼠海马结构广泛表达,并且两者免疫荧光染色阳性表达的分布基本一致,其中在CA1和CA3区的锥体细胞层以及齿状回门区的中间神经元表达最强;在CA1和CA3区的分子层以及齿状回的颗粒细胞层中也有明显的NR1和GluR2免疫荧光染色颗粒的分布;但在CA3区的分子层和齿状回的多形层NR1的表达阳性强于GluR2。阳性反应主要位于神经细胞的胞膜和突起。结论NMDA/NR1和AMPA/GluR2在海马结构中的分布特征基本一致,提示它们可能共同参与完成海马的某些重要功能。     

AMPA受体GluR2在糖尿病大鼠海马中的表达

目的检测糖尿病大鼠海马中GluR的表达,观察海马的病理变化.方法将24只Wistar大鼠随机分成两组,对照组与糖尿病组各12只.糖尿病组用STZ制模,12周后,取脑应用免疫组化及图像分析技术检测海马中GluR2的表达.结果糖尿病组大鼠海马CA3区GluR2的表达较正常组减少(P＜0.01).结论钙离子可能在糖尿病大鼠海马的病理改变中发挥了重要作用.     

Effects of Exposure to Aluminum on Long-term Potentiation and AMPA Receptor Subunits in Ratsin vivo

Objective To explore the effects of exposure to aluminum （AI） on long-term potentiation （LTP） and AMPA receptor subunits in rats in vivo. Methods Different dosages of aluminum-maltolate complex [Al（mal）3] were given to rats via acute intracerebroventricular （i.c.v.） injection and subchronic intraperitoneal （i.p.） injection. Following AI exposure, the hippocampal LTP were recorded by field potentiation technique in vivo and the expression of AMPAR subunit proteins （GluR1 and GluR2） in both total and membrane-enriched extracts from the CA1 area of rat hippocampus were detected by Western blot assay. Results Acute AI treatment produced dose-dependent suppression of LTP in the rat hippocampus and dose-dependent decreases of GluRz and GluR2 in membrane extracts; however, no similar changes were found in the total cell extracts, which suggests decreased trafficking of AMPA receptor subunits from intracellular pools to synaptic sites in the hippocampus. The dose-dependent suppressive effects on LTP and the expression of AMPA receptor subunits both in the membrane and in total extracts were found after subchronic AI treatment, indicating a decrease in AMPA receptor subunit trafficking from intracellular pools to synaptic sites and an additional reduction in the expression of the subunits. Conclusion Al（mal）3 obviously and dose-dependently suppressed LTP in the rat hippocampal CA1 region in vivo, and this suppression may be related to both trafficking and decreases in the expression of AMPA receptor subunit proteins. However, the mechanisms underlying these observations need further investigation.     

NMDA受体与AMPA受体亚单位在培养海马神经元树突上的表达及共定位

目的 :研究含 NR2 B亚单位的 NMDA受体 (以下简称 NR2 B- NMDAR)与含 Glu R2亚单位的 AMPA受体 (以下简称 Glu R2 - AMPAR)在不同发育阶段的培养海马神经元树突上的表面表达及共定位。方法 :以 FL AG- NR2 B、GFP- Glu R2及 CFP- Actin的表达载体共转染原代培养 5 d的大鼠海马神经元 ,分别用抗 FL AG单克隆抗体和山羊抗鼠二抗 - Cy3(红色荧光 )、抗 GFP多克隆抗体和山羊抗兔二抗 - Alex4 88(绿色荧光 )作活细胞双重染色 ,显示并计数表面表达的 NR2 B- NMDAR受体簇、Glu R2 - AMPAR受体簇以及两者共定位的受体簇。结果 :培养 7d和 19d时 NR2 B- NMDAR受体簇密度分别为 39.7± 5 .0和 6 4.7± 6 .1(P<0 .0 1;n=6 ) ;Glu R2 - AMPAR受体簇密度分别为 5 9.1± 3.3和 99.7± 6 .4 (P<0 .0 1;n=6 ) ;两者共定位的受体簇密度分别为 2 9.9± 4 .5和 37.5± 2 .5 (P<0 .0 5 ;n=6 )。培养 7d和 19d时 ,与 Glu R2 - AMPAR共定位的 NR2 B- NMDAR受体簇占总 NR2 B- NMDAR受体簇的比例分别 75 .4 %和 5 7.9% ,而与 NR2 B- NMDAR共定位的 Glu R2 - AMPAR受体簇占总 Glu R2 - AMPAR受体簇的比例分别为 5 0 .6 %和 37.6 %。结论 :随着海马神经元的发育 ,成熟神经元比未成熟神经元树突表面 NR2 B- NMDAR受体簇、Glu R2 - A     

The Role of Ca~(2+) and Cyclic AMP in the Modulation of BenzodiazepineReceptor on Aldosterone Secretion

PK11195, a ligand of peripheral-type benzodiazepine receptor can stimulate thealdosterone secretion of isolated adrenal glomerulosa cell: this effect could be abolished by nifedipinewhich mainly blocks the calcium channel in plasma membrane, but could not be abolished bydantrolene, a selective blocker of mitochondria calcium channel. Even under the condition of themaximum stimulative effects on aldosterone secretion, PK11195 could not change the cyclic AMP(cAMP) content in isolated glomerulosa cells. These results indicated that in the modulatory mecha-nism of benzodiazepine receptor on aldosterone secretion, the intracellular messenger might be theCa~(2+) from extracellular Ca~(2+) pool, but not the Ca~(2+) from mitochondria Ca~(2+) pool or cAMP.     

逍遥散对肝郁脾虚证模型大鼠海马和杏仁核AMPA受体亚基基因表达的影响

目的 探讨逍遥散治疗肝郁脾虚证的基因调节机制.方法 75只SD大鼠随机等分为5组,正常组、模型组、假手术组、6-氰基-7-nitroquinoxaline-2,3-二酮(CNQX组)和逍遥散组.以21 d慢性束缚造模型组,在此基础上,运用脑立体定位仪微量注射α-氨基羟甲基恶唑丙酸(AMPA)受体的拮抗剂造CNQX组,加造假手术组为了评估手术创伤对模型的影响程度.逍遥散组造模方法和CNQX组尽可能相似,突出逍遥散和CNQX二者干预的可比性.运用RT-PCR一步法检测海马CA1、CA3和杏仁核AMPA受体的2个重要亚基GluR1 mRNA、GluR2 mRNA的表达变化,比较CNQX组和逍遥散组在各区指标变化趋势是否一致.结果 在海马CA1和CA3区,正常组、CNQX组和逍遥散组间GluR1 mRNA和GluR2 mRNA表达均无统计学意义(P＞0.05);在基底外侧杏仁核BLA区,CNQX组由于拮抗AMPA受体,GIuR1 mRNA和GluR2 mRNA均表达最低,但正常组和逍遥散组间均无统计学意义(P＞0.05).排除了手术创伤等混杂因子,逍遥散组和CNQX组上述2个指标RT-PCR表达结果在海马和杏仁核变化趋势均相似.结论 逍遥散对肝郁脾虚证模型大鼠海马和杏仁核AMPA受体亚基基因表达的调节机制可能和CNQX的调节机制吻合.CNQX通过拮抗杏仁核AMPA受体,抑制杏仁核兴奋,缓解海马各区受损.进而推断逍遥散通过纠正杏仁核和海马的"兴奋一抑制"失衡,重建稳态,来治疗肝郁脾虚证.     

肌浆网内钙容量减少对心肌细胞钙释放的影响

目的:较系统地研究肌浆网(SR)内钙容量的减少对心肌细胞钙释放的影响.方法:采用肌浆网膜的钙泵抑制剂thapsigargin(TG)耗减SR内钙容量,以喷咖啡因的方法估测SR内钙容量,以局部场刺激的方法诱发全细胞的钙释放.胞内钙信号的变化均采用激光共聚焦显微镜的方法记录.结果:SR钙泵抑制剂TG以剂量依赖和非线性的时间依赖方式引致心肌细胞SR内钙容量的耗减,而钙容量的耗减可相应地引起全细胞水平的钙释放减少.但二者的变化不完全平行,SR内钙容量的少量减少即可引起胞内钙释放的显著减少,而当SR内钙耗减到一定程度后(虽然此时SR内Ca2 仍远高于胞质内钙),场刺激已很难或无法引致钙释放.结论:心肌细胞SR内钙容量对胞内钙释放具有重要的非线性调节作用.     

缺血损伤后突触后膜GluR2含量变化及机制

目的探讨缺血损伤后突触后膜谷氨酸受体2(glutamate receptor 2, GluR2)含量变化、机制及其在神经元延迟性死亡中的作用.方法采用PI染色、比色分析和双重免疫荧光技术定量观察神经元死亡、膜表面及突触GluR2含量变化及途径.结果缺血损伤神经元死亡数量明显增加;膜表面GluR2总量、含GluR2的突触数目以及突触部位GluR2含量都明显降低(P<0.05),而胞内GluR2含量则显著增加,采用高渗糖预处理阻断内吞过程可显著抑制膜表面GluR2的降低过程.结论缺氧损伤后膜GluR2内吞过程增强,导致了膜表面GluR2含量降低,缺乏GluR2的AMPA受体增加,进而介导了Ca2 的快速内流,引起神经元延迟性死亡.