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研究背景:
一氧化氮(Nitricoxide,NO)在神经系统中广泛存在,无论在生理状态或病理状态下,都是一个重要的信号分子[1]。生理状态下低浓度NO可促进细胞增殖、分化等,而高浓度则导致细胞凋亡甚至坏死[2]。在脑缺血缺氧损伤,氧化应激等条件下,脑内过量的NO表现出明显的细胞毒性[3]。研究发现,NO通过阻断线粒体氧化呼吸链、直接损伤DNA或启动内质网应激反应来诱导凋亡[4,5,6]。以往神经元损伤研究已证实:细胞内钙离子在上述通路中均起重要作用[7]。近年来,TRPC离子通道作为一类可调节细胞内钙浓度非特异性阳离子通道[8],其功能研究受到了广泛关注。研究已表明,NO可激活TRPC离子通道并提高胞内钙离子浓度[9,10]。但TRPC离子通道是否因此参与NO诱导的神经元凋亡呢?本研究以体外原代培养海马神经元为研究对象,对TRPC是否参与NO诱导的神经元凋亡及其机制进行初步探讨,以期为神经损伤的防治研究提供新线索。
目的:
本研究通过SNP自发释放NO,诱导原代培养海马神经元凋亡,在此模型基础上初步探讨TRPC在凋亡中的作用及其机制,以期为神经损伤的防治研究提供新思路。
方法:
原代培养的海马神经元作为空白对照组,实验组分为三组,分别为原代培养的神经元中加入SNP,SNP+TRPC通道阻断剂组;SNP+TRPC通道激活剂组。细胞处理24h后MTT比色法检测各组细胞存活率,Hoechest33342荧光染色观察细胞凋亡。采用Trizol提取细胞中的总RNA,RT-PCR检测TRPC在海马神经元上的表达情况,real-timeRT-PCR实验检测TRPC1以及凋亡相关基因mRNA水平的表达变化。
结果:
1.原代海马神经元的培养及鉴定,通过RT-PCR检测TRPC1-6,发现所有的TRPC亚型在海马神经元均有表达。
2.①SNP(1mM)处理24小时,神经元存活率为67.4%;与空白对照组有显著差异(P<0.01,n=9),SNP+TRPC阻断剂组(2-APB,SKF96365)神经元存活率分别为102%、92.7%,与SNP组有显著差异(P<0.01,n=8);而SNP+TRPC激活剂(OAG)组神经元存活率为56.9%,与SNP组有统计学差异(P<0.05,n=9);单纯给予TRPC阻断剂或激动剂对神经元存活率没有影响(P>0.05)。
②各组细胞处理后,Hoechst33342染色,荧光显微镜下观察,空白对照组神经元胞核均匀蓝染;SNP处理组神经元胞核明显固缩、凝聚,可见高亮蓝染的凋亡小体;SNP+TRPC激动剂组凋亡细胞明显增多;而SNP+TRPC阻断剂组神经元胞核均匀蓝染,细胞无凋亡小体等凋亡特有的形态学变化。
3.给予SNP处理24小时后,通过real-timeRT-PCR检测TRPC1的表达变化,发现SNP处理并不影响TRPC1mRNA在水平上的表达(P>0.05,n=6)。
4.通过real-timeRT-PCR检测p53下游基因的表达变化,确认SNP诱导的海马神经元凋亡的p53下游信号分子。结果显示SNP处理神经元4h、8h、24h后,p53下游靶基因Bax,Apaf-1和survivin表达无明显变化P>0.05)。而PUMA则在三个时间点分别增加至1.95,1.82和1.96倍,与对照组相比有统计学意义(P<0.01,n=6)。
5.TRPC通道阻断剂2-APB,显著降低SNP诱导的PUMA上调(1.95vs1.13)(P<0.01,n=6)。
结论:
TRPC1-6亚型在原代培养的海马神经元上均有表达,可通过调节PUMA表达参与SNP诱导的原代培养海马神经元凋亡。