膠質細胞谷氨酸轉運體GLT-1表達上調及氨基酸平衡的維持參與大鼠腦缺血預處理的腦保護作用.pdf

1、實驗發(fā)現(xiàn)，給動物突然造成較嚴重的腦缺血，海馬CA1區(qū)的神經元會大量死亡。若在此之前，預先給動物造成輕微、短時、不至于引起神經元死亡的腦缺血，可保護神經元，使其能夠耐受在該輕微腦缺血后給予的通常會引起神經元嚴重損傷的較嚴重腦缺血。預先給予的輕微、短時腦缺血稱為腦缺血預處理(cerebral ischemic preconditioning，CIP)，所產生的這種保護作用稱為腦缺血耐受(brain ischemic tolerance，BI

2、T)。自1990年Kitagawa首先發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象以來，大量研究證實了它的存在。闡明CIP腦保護作用的機制，對臨床上研究、開發(fā)提高神經元對缺血缺氧耐受性的治療方法具有重要意義。 大量研究表明，嚴重腦缺血缺氧可導致腦內谷氨酸等興奮性氨基酸(excitatory amino acids，EAAs)的濃度異常升高，從而產生興奮性神經毒作用。細胞膜上的高親和性興奮性氨基酸轉運體(excitatory amin0 acidtranspor

3、ters，EAATs)可將興奮性氨基酸從突觸間隙轉運至細胞內，在及時終止興奮性突觸傳遞以及維持細胞外液興奮性氨基酸的正常水平中發(fā)揮重要作用。目前己發(fā)現(xiàn)五種高親和性EAATs，包括EAAT1(又稱為glutamate/aspartate transporter，GLAST)、EAAT2(又稱為 glail glutamatetransporter-1，GLT-1)、EAAT3(又稱為excitatory amino acid carrie

4、r 1，EAAC1)、EAAT4和EAAT5。一般認為，GLAST和GLT-1 為膠質細胞轉運體，主要分布在星型膠質細胞；EAAC1、EAAT4和EAAT5為神經元轉運體，其中EAAC1主要分布在海馬神經元，EAAT4 主要分布在小腦神經元，EAAT5主要分布在視網(wǎng)膜。EAATs主要由鈉、鉀離子濃度梯度驅動轉運。當離子梯度降低或膜電位降低時，如缺血、癲癇發(fā)作時，EAATs攝取EAAs的功能減弱，甚至可以將細胞內的谷氨酸反向轉運至細胞外，

5、導致細胞外谷氨酸濃度異常升高，而產生神經毒作用。 盡管神經元和膠質細胞都表達EAATs，但是普遍認為膠質細胞的EAATs 對谷氨酸的轉運能力比神經元要強大的多，尤其是星形膠質細胞谷氨酸轉運體亞型GLT-1 在調節(jié)細胞外液谷氨酸濃度方面發(fā)揮主要作用。據(jù)此，我們推測，GLT-1 可能在腦缺血耐受誘導過程中發(fā)揮作用。然而，到目前為止，僅有的幾篇關于GLT-1 是否在腦缺血耐受誘導過程中發(fā)揮作用的研究均為離體實驗，且所得結果互相矛盾。為

6、了探討GLT-1 是否在腦缺血耐受誘導過程中發(fā)揮保護作用，本實驗應用腦組織病理學、免疫組織化學、western blot 分析、腦內微透析以及高效液相色譜等方法，研究了在體(in vivo)腦缺血耐受誘導過程中大鼠海馬GLT-1 和膠質纖維酸性蛋白(G1ial fibrillary acidic protein，GFAP)的表達以及谷氨酸、門冬氨酸、甘氨酸以和γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid，GABA)濃度的變化。

7、 1 CIP誘導大鼠海馬CA1區(qū)GLT-1和GFAP蛋白表達上調 采用大鼠四血管閉塞(4 vessel occlusion，4VO)全腦缺血模型，應用腦組織病理學評價、免疫組織化學以及western blot 分析等方法，觀察腦缺血耐受誘導過程中大鼠海馬CA1區(qū)GLT-1和GFAP蛋白表達的變化，探討GLT-1 在腦缺血耐受誘導過程中的作用。 2 大鼠腦缺血耐受誘導過程中海馬CA3區(qū)及齒狀回GLT-1和GFAP蛋白

8、表達的變化 模型制備、動物分組、實驗程序及實驗方法與第一部分相同。采用神經元死亡率(死亡神經元數(shù)目與該區(qū)域神經元總數(shù)目之比)表示CA3區(qū)及齒狀回的DND。 結論 (1)CIP引起大鼠海馬CA1區(qū)星形膠質細胞的突起延長，伸入到錐體神經元之間并包繞錐體神經元，這些延長的突起上表達大量的GLT-1，此變化可以保護錐體神經元，使其能夠耐受較嚴重的、通常會導致錐體神經元遲發(fā)性死亡的缺血打擊。 (2)大鼠海馬CA3區(qū)