神经节苷脂(GM1)对谷氨酸损伤体外培养脊髓GAP-43 mRNA和NF-L mRNA表达的影响的可能机制
关于神经节苷脂(GM1)对神经元细胞的影响,国内外均有报道,但其阐述的作用机制却不尽相同,本研究通过神经节苷脂(GM1)对谷氨酸损伤体外培养脊髓GAP-43 mRNA和NF-L mRNA表达的影响来进一步探索其可能的机制。生长相关蛋白(GAP-43)是一种胞膜磷酸蛋白质,广泛分布于大脑、小脑、海马以及脊髓、背根神经节和自主神经系统。近年来发现神经胶质细胞、少突胶质细胞、雪旺细胞均能表达GAP-43。作为快速转运蛋白的GAP-43起初位于胞体,随着细胞突起的延长而逐渐趋向于突起,最后集中在生长锥。
当神经元的突起相互接触时,GAP-43的表达抑制。由于GAP-43 mRNA同时受转录调节和蛋白质半衰期以及GAP-43合成后迅速转运至生长锥的影响。神经丝(Neurofilament,NF)属于中间丝家族的第Ⅳ型,广泛分布于成熟神经元中。神经丝由高分子量的神经丝,中分子量神经丝和低分子量神经丝三个亚单位组成。
研究表明,神经元的细胞骨架对维持神经元细胞独特的形态特征,神经系统正常活动必需的轴浆运输现象以及神经再生与损伤后修复有着至关重要的作用。本研究结果表明,神经节苷脂(GM1)作用于体外培养的脊髓的过程中,GAP-43mRNA和NF-L mRNA表达与谷氨酸损伤组、对照组比较差异有统计学意义;体外原代培养的神经元本身就是对培养神经细胞的一种刺激,能产生较多新的神经元生长锥,轴突增加,从而造成GAP-43mRNA和NF-L mRNA表达的增加,维持神经和促进细胞突起的形成。但是谷氨酸对体外培养的脊髓的造成损伤,影响了细胞突起的形成,神经元再生能力遭到破坏,因此GAP-43mRNA和NF-L mRNA表达减少,我们能观察到的是细胞的突起减少或断裂。
应用神经节苷脂(GM1)后,对脊髓的再生起到一定的保护作用,促进了GAP-43mRNA和NF-L mRNA表达增加,我们观察到的是细胞的突起增多,胞体饱满,生长锥增多。应用神经节苷脂(GM1)的GAP-43mRNA和NF-L mRNA表达均好于谷氨酸损伤对照组,也从另一个侧面证明了神经节苷脂(GM1)对体外培养谷氨酸损伤脊髓的保护作用。
研究表明神经节苷脂(GM1)对于谷氨酸造成的体外培养的脊髓损伤后的再生以及防止神经元坏死起到保护作用;神经节苷脂(GM1)将会有效地防止由兴奋性谷氨酸的造成的损伤,为临床上治疗神经元的损伤提供了可靠的依据。