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基质细胞衍生因子-1(stromal cell derived factor,SDF-1)是骨髓基质细胞产生的CXC类趋化蛋白,通过作用于其特异性受体CXCR4在调节细胞迁移、信息传递、创伤修复等生理与病理过程中发挥重要作用。已有研究证实,SDF-1及其受体CXCR4在海马组织中广泛表达,可以促进海马神经元的迁移和突起延伸,提示SDF-1可能作为神经调质发挥作用。海马作为学习记忆的中心,其功能与神经递质的分泌有密切关系,因此本实验选用海马神经元作为研究对象,神经递质分泌作为观察对象。有研究发现γ氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是参与海马学习记忆过程的重要抑制性神经递质,在视网膜、小脑和脊髓以及大脑海马区等部位均有GABA能通路的存在。本实验室最近的研究发现SDF-1可通过作用于CXCR4抑制离体培养的大鼠海马神经元GABA的分泌。有报道在大鼠体内SDF-1作用于CXCR4可引起细胞外调节激酶(extracellilar-signal-regulated kinases1/2,ERK1/20信号通路激活,进而调节骨髓间充质干细胞的迁移。但是SDF-1作用于大鼠海马神经元CXCR4是否也通过激活ERK1/2信号通路而引起GABA分泌的改变,目前尚未见报道。
目的:
观察ERK1/2信号通路激活对SDF-1引起的离体培养的大鼠海马神经元GABA分泌的影响。
方法:
原代培养大鼠海马神经元并鉴定;采用ELISA方法检测受体CXCR4特异性阻断剂AMD3100和ERK1/2特异性阻断剂PD98059分别作用于离体培养的海马神经元后观察GABA分泌的改变;通过Western blot方法观察ERK1/2信号通路的磷酸化水平;PD98059阻断ERK1/2信号通路后谷氨酸脱羧酶(GAD65/67)和γ-氨基丁酸转运体(GAT)的蛋白表达量:RT-PCR检测PD98059阻断ERK1/2信号通路后GAD65和GAT-1mRNA表达水平。
结果:
(1)SDF-1可引起海马神经元ERK1/2信号通路磷酸化水平明显升高,AMD3100可抑制SDF-1引起的ERK1/2信号通路激活。
(2)SDF-1抑制离体培养的海马神经元GABA的分泌,PD98059可部分逆转SDF-1对GABA分泌的抑制作用。
(3)SDF-1可抑制离体培养的海马神经元谷氨酸脱羧酶GAD65和GAT-1mRNA的表达水平。PD98059可部分逆转SDF-1的抑制作用。
(4)SDF-1可抑制海马神经元GAD65/67蛋白的表达,而PD98059可部分逆转SDF-1对GAD65/67蛋白合成的抑制作用。
结论:
SDF-1能抑制离体培养的海马神经元GABA的分泌,其机制与SDF-1作用于CXCR4受体激活ERK信号通路进而抑制GAD蛋白表达有关。