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海马是与学习记忆密切相关的重要大脑组织,学习记忆是大脑的重要生理功能之一,大脑的多个脑区参与了学习记忆功能。海马位于侧脑室下角底及内侧壁,在冠状面上呈C字形,与齿状回相连,海马和齿状回皮层构筑的一个最突出的特点是神经元有规则的排列,海马的皮质可分为CA1、CA2、CA3、CA4四部分,其中海马CA1区与大脑学习和记忆功能密切相关。学习记忆功能需要神经元之间精确的突触联系,这不但依赖于神经元突触的形成,还依赖于神经递质的释放。Y-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)作为一种重要的抑制性神经递质,参与调节突触可塑性,并且与谷氨酸(glutamate, Glu)共存,可以作为神经调质调节Glu释放。有研究表明,新生的神经元比较接近未成熟的神经元的生理特性,对成熟神经元来说GABA是抑制性神经递质,而对未成熟神经元来说,则是兴奋性神经递质。海马各区神经元均可以分泌GABA,齿状回颗粒细胞通过苔藓纤维释放Glu,兴奋局部抑制性中间神经元,从而释放GABA。苔藓纤维突触内GABA的释放起着神经保护、兴奋和抑制神经元的作用。研究表明,一些细胞因子如趋化因子和轴突导向因子可以改变突触可塑性,包括神经递质的释放。基质细胞衍生因子-1(stromal cell derived factor, SDF-1)由于作用广泛而备受关注。SDF-1属于趋化因子蛋白家族,有四个保守的半胱氨酸残基形成两对双硫键以构成趋化因子的特殊结构。第一和第二半胱氨酸残基之间隔着一个介入氨基酸残基。目前研究主要集中在免疫系统趋化作用,血管形成和造血细胞生成等,最近有研究表明,SDF-1及其受体表达在脑组织中,提示其对神经系统可能有调控作用。有研究报道,SDF-1可以促进中枢神经系统尤其是DRG神经元的轴突生长,并且通过其受体CXCR4起作用。也有研究报道,SDF-1和CXCR4的缺乏,会引起皮层中间神经元不能向大脑表面迁移,提示SDF-1可能作为神经调质发挥作用。但SDF-1是否可以调节GABA的分泌,并且是否也通过受体CXCR4发挥作用还未见报道,本实验旨在探讨SDF-1及其受体CXCR4在体外培养的海马神经元的表达和定位,并观察SDF-1对体外培养的海马神经元的神经递质GABA释放的影响及其机制。目的：观察SDF-1对体外培养的海马神经元的GABA分泌的影响及其机制。方法：通过免疫荧光细胞化学观察SDF-1和其受体CXCR4在海马神经元的定位及其表达；ELISA方法检测体外培养的海马神经元上清液中SDF-1的浓度变化；ELISA方法观察SDF-1对海马神经元神经递质GABA释放的影响；RT-PCR方法检测海马神经元在体外培养过程中CXCR4 mRNA的表达及其变化；ELISA方法观察SDF-1作用后受体CXCR4的表达变化；用阻断剂阻断其受体CXCR4,观察神经递质GABA释放的变化。结果：SDF-1及其受体CXCR4在体外培养的海马神经元均有表达,SDF-1主要表达在细胞浆,CXCR4主要表达在细胞膜；在海马神经元体外培养过程中,随着培养时间延长(Id、3d、5d、7d、10d),上清液中SDF-1的浓度逐渐减少；Realtime-PCR结果显示,对照组和SDF-1组CXCR4 mRNA在体外培养的海马神经元第1d、3d、5d、7d、10d均有表达；对照组随着培养时间的延长,一定时间范围内存在时间依赖性,7d时明显升高,10d时升至最高,与第1d相比差别均有统计学意义(P<0.05); SDF-1组显示同样结果,也呈现上升趋势,存在时间依赖性,差别具有统计学意义(P<0.05)；在相同时间的各组间比较时,SDF-1组较对照组均呈现上升变化趋势,有显著性差异；ELISA结果显示SDF-1组的CXCR4表达量高于对照组,差别具统计学意义(P<0.05)；采用50ng/ml的SDF-1作用于体外培养的海马神经元,随着培养时间的不同,神经递质GABA的分泌发生了变化,即GABA的分泌呈现先升高后一过性下降又轻微升高的过程；通过AMD3100阻断剂阻断其受体CXCR4,则神经递质GABA的分泌有所增加。结论：在海马神经元培养早期,SDF-1刺激GABA的分泌；在培养后期,SDF-1抑制GABA的分泌；其受体CXCR4参与了SDF-1影响体外培养的海马神经元GABA释放的机制。