sigma受體1激活對大鼠視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞上NMDA受體的調(diào)制.pdf

1、sigma受體(σR)，曾被視為阿片類受體的一個亞型，目前認(rèn)為是一獨立的受體家族，具有獨特的藥理學(xué)特性，包括σR1和σR2兩個成員。σR在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)分布廣泛，在嗅球和下丘表達量較高，而皮層和海馬相對較低。σR1可調(diào)節(jié)細胞膜上的離子通道、神經(jīng)元的放電活動以及部分神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，并參與多種生理和病理過程，如：神經(jīng)保護、學(xué)習(xí)與記憶、抗精神病、藥物成癮、運動障礙等。在視網(wǎng)膜中，有研究表明

2、σR1參與了NMDA誘發(fā)的細胞凋亡，但是σR1如何參與視網(wǎng)膜神經(jīng)信號的傳遞和調(diào)控卻知之甚少。神經(jīng)節(jié)細胞(ganglion cell，GC)是視網(wǎng)膜中的第三級神經(jīng)元，接受來自雙極細胞和無長突細胞的綜合信息輸入，以動作電位的方式將視覺信號傳至視覺中樞。谷氨酸是視網(wǎng)膜中最主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，GC上表達谷氨酸受體的各種亞型。NMDA受體可能主要位于突觸外(extrasynaptic)，只有在許多突觸小泡同時釋放時才能被激活。在病理狀態(tài)下，谷氨

3、酸過量釋放激活NMDA受體，引起視網(wǎng)膜神經(jīng)元的鈣離子內(nèi)流，誘導(dǎo)神經(jīng)毒性。此外，NMDA介導(dǎo)的興奮性神經(jīng)毒性作用(excitotoxicity)與青光眼及糖尿病視網(wǎng)膜病變過程中神經(jīng)節(jié)細胞的凋亡有著密切的關(guān)系。
　　本工作中，我們應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法、Western Blot技術(shù)、視網(wǎng)膜薄片標(biāo)本的全細胞膜片鉗技術(shù)結(jié)合藥理學(xué)方法，首次系統(tǒng)地報道，在不同類型的大鼠GC上，σR1通過抑制某種代謝型受體，影響了磷脂酰肌醇特異的磷酸酯酶C(PI

4、-PLC)通路，作用于IP3受體介導(dǎo)的胞內(nèi)鈣庫，使細胞內(nèi)的鈣離子水平發(fā)生改變，并通過蛋白激酶C調(diào)節(jié)NMDA受體的磷酸化，從而抑制了NMDA受體介導(dǎo)的電流。這項工作不僅揭示了σR1在視網(wǎng)膜中的重要作用，也為我們進一步了解σR1在CNS中的作用提供了非常重要的啟示。
　　通過免疫組織化學(xué)的方法，我們觀察到σR1廣泛地表達在大鼠視網(wǎng)膜外網(wǎng)狀層(outer plexiform layer，OPL)和內(nèi)網(wǎng)狀層(inner plexiform

5、 layer，IPL)，在內(nèi)核層(inner nuclear layer，INL)部分細胞胞體上有陽性標(biāo)記，在GC上也有較高的表達。Wester Blot的結(jié)果顯示，σR1主要表達在視網(wǎng)膜細胞的胞漿而不是胞核中。
　　利用全細胞膜片鉗技術(shù)，我們分析了大鼠視網(wǎng)膜GC上NMDA受體所介導(dǎo)的電流。局部施加1 mM NMDA誘導(dǎo)出的電流電壓依賴性地受胞外Mg2+調(diào)節(jié)。NMDA誘導(dǎo)的電流(-70 mV，無鎂外液)可被NMDA受體特異性阻斷劑

6、D-AP5阻斷。我們根據(jù)GC樹突野在IPL的位置以及注入電流后的回極反應(yīng)，區(qū)分了大鼠GC的亞型。進一步研究表明，σR1激動劑SKF10047(SKF)和PRE-084均可以顯著壓抑ON型和OFF型GC上的NMDA電流，而σR1拮抗劑BD1047和Halopcridol可抑制上述作用，表明σR1激活后可以壓抑NMDA電流。
　　進而，我們詳細地研究了SKF對NMDA電流壓抑的胞內(nèi)機制。胞內(nèi)施加G蛋白阻斷劑GDP-β-S和Gi/o激動

7、劑Mastoparan，可削弱SKF對NMDA電流的抑制作用，提示G蛋白參與了上述作用。PI-PLC抑制劑U73122可明顯削弱SKF的作用，而PC-PLC阻斷劑D609卻不起作用，提示SKF抑制NMDA電流的作用依賴于PI-PLC的活性。此外，當(dāng)細胞內(nèi)處于Ca2+-free的條件下(含10 mMBAPTA)，SKF的抑制作用幾乎消失，而L-型鈣離子通道阻斷劑Nimodipine卻沒有作用，表明SKF對NMDA電流的抑制作用依賴于非鈣離

8、子通道內(nèi)流的胞內(nèi)鈣離子。當(dāng)給予ryanodine或caffeine作用ryanodine受體介導(dǎo)的鈣庫釋放，SKF仍能抑制NMDA電流；然而，給予xestospongins-C或heparin阻斷胞內(nèi)IP3受體介導(dǎo)的鈣庫釋放，SKF的抑制作用消失。NMDA電流也可被PKC的阻斷劑Bis IV和G66976抑制，但無法被SKF進一步壓抑。此外，cAMP、PKA抑制劑Rp-cAMP；cGMP和PKG抑制劑KT5823均不參與上述作用。因此，

9、SKF與σR1結(jié)合后，作用于Gi/o，降低PI-PLC活性，通過IP3受體介導(dǎo)的胞內(nèi)鈣庫影響PKC活性，進而抑制了NMDA電流。
　　為了探討SKF對NMDA電流壓抑的生理意義，我們研究了σR1激活對不同GC上NMDA受體介導(dǎo)的光反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，SKF可以壓抑ON型、OFF型和ON-OFF型GC上NMDA受體介導(dǎo)的光反應(yīng)，提示σR1激活可能參與了生理條件下的信息傳遞。然而，σR1激活并不影響GC上AMPA受體介導(dǎo)的微小興奮性