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神经节苷脂将会有效地防止由兴奋性谷氨酸的造成的损伤
来源: 百济新特药房网 发布时间:2011-6-17 10:12:26
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神经节苷脂
对谷氨酸损伤体外培养脊髓神经元的影响
谷氨酸可通过兴奋性毒性和氧化性毒性二种途径对培养的神经元产生毒性作用。高浓度谷氨酸通过激活谷氨酸受体引起一系列病理变化,最终导致神经元肿胀、代谢紊乱而死亡。氧化性毒性是谷氨酸通过竞争谷氨酸/胱氨酸逆转运子从而破坏细胞对胱氨酸的稳定摄取状态,引起细胞内GSH含量下降,活性氧成分堆积,最终导致细胞死亡。低浓度谷氨酸(2mmol/L)造成的神经元损伤可通过特异的谷氨酸受体拮抗剂来加以抑制;原代培养的皮层神经元不含活跃的谷氨酸受体,因此谷氨酸造成的神经细胞损伤是通过氧化性途径而非兴奋性途径。对于兴奋性氨基酸的损伤,神经元在低剂量的兴奋性氨基酸作用下主要以凋亡方式死亡,而在高剂量时主要以坏死方式死亡。
神经节苷脂(GM1)又称单唾液酸神经节苷脂,是一类酸性鞘糖脂,由鞘氨醇、脂肪酸及含唾液酸的糖链三部分组成,广泛分布于脊椎动物各组织的细胞膜上,其中以神经系统含量最为丰富。众多研究表明,神经节苷脂在神经系统发育过程中,不论在类型上还是在含量上均有显著的变化。GM1能抑制神经细胞DNA的合成,诱导神经细胞分化。娄季宇等研究发现神经节苷脂可能增强了脑缺血后RHR缺血区神经元细胞的DNA修复能力而抑制DNA片断化损伤,进而阻止了神经细胞的凋亡。神经细胞诱导分化过程中伴随有核膜GM1含量的增高。体内与体外实验表明,GM1是目前公认的一种兴奋性氨基酸受体过度拮抗剂,GM1或其半合成衍生物预处理体培养的小脑颗粒细胞可减少谷氨酸引起的迟发性神经元死亡。胡志兵等认为GM1能降低突触间隙中谷氨酸浓度,一方面是通过减少其释放,另一方面可能是通过保护谷氨酸神经元和提高谷氨酸转运体Ⅲ的表达,促进谷氨酸的回收利用而起到神经保护作用的。
3.2 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(High molecular weight neurofilament,NF-H),中分子量神经丝(Middle molecular weight neurofilament,NF-M)和低分子量神经丝(Low molecular weight neurofilament,NF-L)三个亚单位组成。
有研究表明,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对体外培养谷氨酸损伤脊髓的保护作用。
本研究表明神经节苷脂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。
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