谷氨酸在星形膠質(zhì)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)機(jī)制中的作用.pdf

1、目的：
　　星形膠質(zhì)細(xì)胞是數(shù)量最多，分布最廣泛的膠質(zhì)細(xì)胞，在大腦的許多功能中發(fā)揮實(shí)質(zhì)作用，如:緩沖細(xì)胞外液的離子濃度及pH，參與神經(jīng)遞質(zhì)和激素的代謝等。細(xì)胞外液高滲常發(fā)生于大腦神經(jīng)元過度興奮，細(xì)胞外液鉀離子濃度升高，或者腦缺血等多種生理和病理情況下。細(xì)胞外液高滲時，星形膠質(zhì)細(xì)胞會迅速地皺縮，體積變小。Risher等人發(fā)現(xiàn)，將星形膠質(zhì)細(xì)胞特殊標(biāo)記的鼠腦部切片，置于40mOsm的高滲環(huán)境15分鐘后，星形膠質(zhì)細(xì)胞的體積大約減少了30％，

2、隨后細(xì)胞緩慢的調(diào)節(jié)性恢復(fù)。高滲情況下，星形膠質(zhì)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)對于維持細(xì)胞外液的鹽離子平衡，減少高滲對神經(jīng)元的損傷有著重要作用。因此，研究高滲情況下星形膠質(zhì)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)的機(jī)制變得尤為重要。
　　谷氨酸是神經(jīng)細(xì)胞中的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，主要在星形膠質(zhì)細(xì)胞中代謝。谷氨酸不僅在神經(jīng)元分化遷移、軸突形成中起到重要作用，而且還參與調(diào)節(jié)腦的高級功能，如學(xué)習(xí)、記憶、認(rèn)知等。谷氨酸作為重要的神經(jīng)遞質(zhì)，參與腦缺血中風(fēng)損傷、抑郁癥以及雙向情感障礙等多種疾病的

3、病理過程。研究已表明腦水腫時，細(xì)胞外液谷氨酸顯著增多，星形膠質(zhì)細(xì)胞膨脹水腫。
　　谷氨酸受體分為兩種:離子型受體AMPA受體、NMDA受體、KA受體和代謝型G蛋白偶聯(lián)受體。KA受體有5個亞型即GluK1-5，其中GluK2存在的意義重大。例如，谷氨酸刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞糖原分解釋放能量需要GluK2的參與。抑郁癥藥物氟西汀上調(diào)GluK2的表達(dá)，產(chǎn)生抑制谷氨酸增強(qiáng)細(xì)胞Ca2+內(nèi)流的作用等。所以，進(jìn)一步研究GluK2與星形膠質(zhì)的細(xì)胞體積調(diào)

4、節(jié)功能的關(guān)系具有重要的意義。
　　在原代培養(yǎng)星形膠質(zhì)細(xì)胞上，谷氨酸激活引起Ca2+內(nèi)流并上調(diào)細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK1/2)的磷酸化水平。實(shí)驗(yàn)證明，異丙腎上腺素使上皮生長因子受體(EGFR)間接激活，經(jīng)MAPK信號通路介導(dǎo)，上調(diào)ERK1/2的磷酸化水平，并且通過以上過程參與星形膠質(zhì)細(xì)胞的體積調(diào)節(jié)功能。然而，谷氨酸是否可以通過EGFR間接激活增強(qiáng)星形膠質(zhì)細(xì)胞ERK1/2的磷酸化水平，并通過此過程參與其體積調(diào)節(jié)功能尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。本

5、研究目的在于:高滲情況下，谷氨酸對星形膠質(zhì)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)的作用及機(jī)制。
　　材料與方法：
　　星形膠質(zhì)細(xì)胞原代培養(yǎng)，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):①細(xì)胞用熒光探針染料Calcein-AM負(fù)載，奧林巴斯活細(xì)胞熒光顯微鏡下檢測谷氨酸對星形膠質(zhì)細(xì)胞體積恢復(fù)的影響;細(xì)胞加入GluK2抑制劑NS102，EGFR抑制劑AG1478，MEK1/2抑制劑U0126處理后，觀察谷氨酸對細(xì)胞體積恢復(fù)調(diào)節(jié)的作用是否受到影響。②運(yùn)用蛋白免疫印跡技術(shù)，檢測谷氨酸對星形

6、膠質(zhì)細(xì)胞ERK1/2磷酸化水平的影響;細(xì)胞加入NS102、AG1478、U0126和GM6001（金屬蛋白酶抑制劑）處理后，觀察谷氨酸對細(xì)胞ERK1/2磷酸化的作用是否受到影響。
　　結(jié)果：
　　1、谷氨酸對星形膠質(zhì)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)功能具有增強(qiáng)作用，并呈濃度依賴性。熒光探針技術(shù)結(jié)果表明:使用0μM、25μM、50μM、100μM和200μM谷氨酸刺激細(xì)胞時，100μM、200μM谷氨酸可以增強(qiáng)細(xì)胞體積恢復(fù)的程度。
　　2、

7、熒光探針技術(shù)結(jié)果表明:NS102處理細(xì)胞后，谷氨酸增強(qiáng)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)的作用受到抑制，即GluK2參與谷氨酸增強(qiáng)星形膠質(zhì)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)的過程。
　　3、熒光探針技術(shù)結(jié)果表明:AG1478和U0126處理細(xì)胞后，谷氨酸增強(qiáng)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)的作用受到抑制，即EGFR間接激活參與谷氨酸增強(qiáng)星形膠質(zhì)細(xì)胞體積調(diào)節(jié)的過程。
　　4、Western blot結(jié)果表明:谷氨酸上調(diào)星形膠質(zhì)細(xì)胞ERK1/2磷酸化水平，且磷酸化作用是由EGFR間接激活通路