a-突触核蛋白对MES23.5多巴胺能神经细胞表面NMDA受体的调控作用及其机制的研究

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目的:α-突触核蛋白(α-Syn)是在神经组织中含量丰富的小分子蛋白质,其异常聚集与帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的发病具有密切关系,但其病理作用机制却不十分清楚。NMDA(N-甲基-D-天门冬氨酸)受体是在中枢神经系统介导兴奋性神经传递的一种离子型谷氨酸受体,该受体在基底神经节广泛分布,正常情况下参与运动功能的调控和运动记忆的形成,但在PD病人基底神经节部位的神经元膜表面,其NMDA受体含量和功能均发生变化,是造成PD病人运动功能异常和多巴胺神经元死亡的重要原因之一。细胞膜表面NMDA受体的含量可通过其内在化调控,其机制被证明是RAB5B参与的clathrin介导的内吞作用,而α-Syn被证明可以促进clathrin介导的膜受体的内吞。因此推测,α-Syn很可能通过调控NMDA受体的内吞而影响多巴胺神经元对兴奋性神经毒的敏感性。本论文的目的是在细胞水平证明α-Syn对多巴胺能神经细胞膜表面NMDA受体的调控作用与机制,以及这种调控对多巴胺能神经细胞对兴奋性神经毒的敏感性的影响,讨论α-Syn和NMDA受体相互作用在PD病人运动功能异常和多巴胺能神经元进行性死亡中的作用。   方法:   1.以体外培养的MES23.5多巴胺能神经细胞作为研究对象,建立α-Syn过表达细胞模型;利用α-Syn可以通过非内吞机制快速进入细胞并不被细胞内蛋白降解的特性,建立细胞外给予α-Syn的方法,同时研究该蛋白对NMDA受体的调控作用。   2.细胞膜表面NMDA受体含量的变化通过免疫荧光细胞化学和Western blot检测NMDA受体NR1亚单位含量测定。   3.NMDA的细胞毒作用通过MTS法检测细胞活力、AO/PI荧光标记法检测细胞死亡,以及Western blot分析法测定caspase-3表达等方法进行测定。NMDA引起的细胞内Ca2+变化通过Ca2+荧光探针Fluo-3/AM检测。   4.通过低钾休克法证明clathrin介导的内吞在α-Syn调控NMDA受体内在化中的作用;通过反义寡核苷酸抑制RAB5B基因表达证明RAB5B在α-Syn调控NMDA受体内吞中的作用。   5.ELISA法用于测定细胞内的α-Syn浓度。   结果:   1.细胞外添加的α-Syn可以迅速进入细胞,并以完整的单体形式存在于胞浆中。其在细胞浆中的含量随细胞外添加的α-Syn浓度的增加而增加;在细胞外α-Syn浓度为2.5—15μmol/L时,其细胞内的浓度与胞内过表达α-Syn细胞的浓度基本一致。   2.α-Syn过表达细胞的膜表面NMDA受体NR1亚单位明显减少。细胞外添加α-Syn也引起细胞膜表面NR1亚单位明显减少,其减少程度与添加的α-Syn呈浓度依赖关系。   3.NMDA受体特异性激动剂NMDA引起细胞内Ca2+浓度快速、大幅度升高,α-Syn抑制NMDA引起的细胞内Ca2+浓度升高。   4.NMDA引起明显的细胞毒性作用,表现为细胞活力下降、凋亡细胞增加以及caspase-3表达升高。α-Syn明显减轻NMDA引起的细胞毒性作用。   5.α-Syn引起RAB5B表达上调,并使细胞表面NR1含量减少。低钾休克以及抑制RAB5B表达可以消除α-Syn对细胞膜表面NR1的下调作用以及对NMDA细胞毒性的保护作用。   结论:   1.α-Syn可以促进MES23.5多巴胺能神经细胞膜表面NMDA受体的内在化,其机制与clathrin介导的NMDA受体内吞有关,并需要内吞蛋白RAB5B的参与。   2.α-Syn通过促进NMDA受体的内在化而减少细胞表面NMDA受体含量,从而减少NMDA引起的Ca2+内流和由此引起的细胞毒作用。   3.α-Syn对MES23.5细胞膜表面NMDA受体的调控可能是其重要的生理功能。α-Syn的异常聚集可能使其丧失这一正常功能,从而成为PD病人NMDA受体表达和功能异常的原因之一。深入探讨α—Syn对NMDA受体调控的生理和病理作用对揭示PD发病机制具有重要意义。
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