SDF-1對體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元GABA釋放的影響及其機制.pdf

1、海馬是與學習記憶密切相關(guān)的重要大腦組織,學習記憶是大腦的重要生理功能之一,大腦的多個腦區(qū)參與了學習記憶功能。海馬位于側(cè)腦室下角底及內(nèi)側(cè)壁,在冠狀面上呈C字形,與齒狀回相連,海馬和齒狀回皮層構(gòu)筑的一個最突出的特點是神經(jīng)元有規(guī)則的排列,海馬的皮質(zhì)可分為CA1、CA2、CA3、CA4四部分,其中海馬CA1區(qū)與大腦學習和記憶功能密切相關(guān)。學習記憶功能需要神經(jīng)元之間精確的突觸聯(lián)系,這不但依賴于神經(jīng)元突觸的形成,還依賴于神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。γ-氨基丁酸

2、(γ-aminobutyric acid,GABA)作為一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),參與調(diào)節(jié)突觸可塑性,并且與谷氨酸(glutamate,Glu)共存,可以作為神經(jīng)調(diào)質(zhì)調(diào)節(jié)Glu釋放。有研究表明,新生的神經(jīng)元比較接近未成熟的神經(jīng)元的生理特性,對成熟神經(jīng)元來說GABA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì),而對未成熟神經(jīng)元來說,則是興奮性神經(jīng)遞質(zhì)。海馬各區(qū)神經(jīng)元均可以分泌GABA,齒狀回顆粒細胞通過苔蘚纖維釋放Glu,興奮局部抑制性中間神經(jīng)元,從而釋放GABA。

3、苔蘚纖維突觸內(nèi)GABA的釋放起著神經(jīng)保護、興奮和抑制神經(jīng)元的作用。研究表明,一些細胞因子如趨化因子和軸突導向因子可以改變突觸可塑性,包括神經(jīng)遞質(zhì)的釋放?；|(zhì)細胞衍生因子-1(stromal cell derived factor,SDF-1)由于作用廣泛而備受關(guān)注。SDF-1屬于趨化因子蛋白家族,有四個保守的半胱氨酸殘基形成兩對雙硫鍵以構(gòu)成趨化因子的特殊結(jié)構(gòu)。第一和第二半胱氨酸殘基之間隔著一個介入氨基酸殘基。目前研究主要集中在免疫系統(tǒng)趨

4、化作用,血管形成和造血細胞生成等,最近有研究表明,SDF-1及其受體表達在腦組織中,提示其對神經(jīng)系統(tǒng)可能有調(diào)控作用。有研究報道,SDF-1可以促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)尤其是DRG神經(jīng)元的軸突生長,并且通過其受體CXCR4起作用。也有研究報道,SDF-1和CXCR4的缺乏,會引起皮層中間神經(jīng)元不能向大腦表面遷移,提示SDF-1可能作為神經(jīng)調(diào)質(zhì)發(fā)揮作用。但SDF—1是否可以調(diào)節(jié)GABA的分泌,并且是否也通過受體CXCR4發(fā)揮作用還未見報道,本實驗旨

5、在探討SDF-1及其受體CXCR4在體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元的表達和定位,并觀察SDF-1對體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)GABA釋放的影響及其機制。
　　 目的:觀察SDF-1對體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元的GABA分泌的影響及其機制。
　　 方法:通過免疫熒光細胞化學觀察SDF-1和其受體CXCR4在海馬神經(jīng)元的定位及其表達；ELISA方法檢測體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元上清液中SDF-1的濃度變化；ELISA方法觀察SDF-1對海馬神

6、經(jīng)元神經(jīng)遞質(zhì)GABA釋放的影響；RT-PCR方法檢測海馬神經(jīng)元在體外培養(yǎng)過程中CXCR4 mRNA的表達及其變化；ELISA方法觀察SDF-1作用后受體CXCR4的表達變化；用阻斷劑阻斷其受體CXCR4,觀察神經(jīng)遞質(zhì)GABA釋放的變化。
　　 結(jié)果:SDF-1及其受體CXCR4在體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元均有表達,SDF-1主要表達在細胞漿,CXCR4主要表達在細胞膜；在海馬神經(jīng)元體外培養(yǎng)過程中,隨著培養(yǎng)時間延長(1d、3d、5d、7

7、d、10d),上清液中SDF-1的濃度逐漸減少；Realtime-PCR結(jié)果顯示,對照組和SDF-1組CXCR4 mRNA在體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元第1d、3d、5d、7d、10d均有表達；對照組隨著培養(yǎng)時間的延長,一定時間范圍內(nèi)存在時間依賴性,7d時明顯升高,10d時升至最高,與第1d相比差別均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；SDF-1組顯示同樣結(jié)果,也呈現(xiàn)上升趨勢,存在時間依賴性,差別具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；在相同時間的各組間比較

8、時,SDF-1組較對照組均呈現(xiàn)上升變化趨勢,有顯著性差異；ELISA結(jié)果顯示SDF-1組的CXCR4表達量高于對照組,差別具統(tǒng)計學意義(P<0.05)；采用50ng／ml的SDF-1作用于體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元,隨著培養(yǎng)時間的不同,神經(jīng)遞質(zhì)GABA的分泌發(fā)生了變化,即GABA的分泌呈現(xiàn)先升高后一過性下降又輕微升高的過程；通過AMD3100阻斷劑阻斷其受體CXCR4,則神經(jīng)遞質(zhì)GABA的分泌有所增加。
　　 結(jié)論:在海馬神經(jīng)元培養(yǎng)早