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目的: 蛋白质巯基-亚硝基化(S-nitrosylation;S-亚硝基化),作为一种转录后蛋白质的修饰,通过共价修饰蛋白质上的半胱氨酸残基来调节蛋白质的功能。在脑缺血/复灌早期的神经元中,已经证明了NO主要来源于神经性一氧化氮合酶(nNOS)。在过去的研究中,我们证明了全脑缺血/复灌能够促进谷氨酸受体6(GluR6)介导的c-Jun N-末端激酶(JNK)信号通路的激活。本文主要研究,在脑缺血/复灌早期,nNOS来源的NO是否能使OluR6的巯基发生S-亚硝基化并影响其所介导的JNK信号通路。
方法: 采用四动脉结扎法构建大鼠全脑缺血模型。分别给予Sprague-Dawley大鼠腹腔注射硝普钠(SNP,5mg/kg)、7-硝基吲唑(7-NI,25mg/kg)、氯胺酮(KT,30mg/kg)、AMT(0.65mg/kg),脑室注射二硫苏糖醇(DTT,100nM)。主要运用SDS-PAGE、免疫印迹、免疫沉淀和免疫组织化学方法对蛋白质的磷酸化以及蛋白质之间的相互作用进行研究;应用焦油紫染色和TUNEL染色等方法检测脑缺血/复灌诱导的海马神经元的存活和凋亡;蛋白质的S-亚硝基化的检测主要是通过‘生物素转化法’(Biotin-Swich method)。
结果: 脑缺血/再灌注能促进GluR6的S-亚硝基化,给予7-NI(nNOS的抑制剂)或KT(NMDA受体的拮抗剂)能够抑制腩缺血/复灌诱导的增加的GluR6的S-亚硝基化,相反,给予AMT(诱导性一氧化氮合酶的抑制剂)却对GluR6的S-亚硝基化没有影响。另外,给予SNP(一种外源性的NO供体),观察到它可以增强脑缺血/复灌过程中nNOS的S-亚硝基化和磷酸化水平,进一步削弱了脑缺血/复灌过程中增加的GluR6的S-亚硝基化及GluR6·PSD95·MLK3信号模块的组装。并且,GluR6下游的MLK3·MKK4/7·JNK信号模块,以及JNK下游凋亡的核或非核通路也产生了相应的变化。然而,给予DTT能拮抗SNP的作用。单独给予DTT可以抑制GluR6的S-亚硝基化。通过焦油紫染色图和TUNEL染色图,我们能直观地看到外源性NO供体对脑缺血海马组织的保护作用,也能观察到联合给予DTT后失去了这种保护作用。
结论: 1)首次证明大鼠全脑缺血再灌注能诱导KA受体亚基GluR6发生巯基亚硝基化;2)脑缺血/再灌注早期可能通过激活NMDA-PSD954-nNOS信号通路产生NO,导致KA受体亚基GluR6巯基亚硝基化;3)OluR6的S-亚硝基化促进GluR6-PSD95-MLK3信号模块的组装,从而激活MLK3及其下游的信号通路;4)外源性NO供体能够抑制nNOS活性,从而抑制GluR6巯基亚硝基化,进而抑制GluR6-PSD95-MLK3信号模块的组装及MLK3和下游信号通路的激活,因而具有拮抗缺血性脑损伤的作用。结果提示,在脑缺血/再灌注早期,nNOS通过使GluR6发生S-亚硝基化,调控其介导的JNK信号通路。外源性NO在这一过程中具有神经保护作用。这一发现可能为脑卒中的治疗提供新思路。