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目的:目前,癫痫发作的众多病因中,谷氨酸受体兴奋所引起的神经元凋亡是其重要的机制之一。本实验室以前的研究指出,大鼠侧脑室给予GluR6-KA受体激动剂海人藻酸(Kainic acid,KA)模拟癫痫可以诱导FasL的表达升高。本实验旨在研究GluR6-KA受体的激活是否能够激活FasL的受体Fas及其下游的信号通路并引起细胞死亡;格尔德霉素(GA)能否抑制GluR6-KA受体激活的FasL/Fas信号通路的活性,并具有保护神经元的作用。
方法:在侧脑室注射海人藻酸模拟的Sprague-Dawley大鼠癫痫模型中,分别给予HSP90的抑制剂格尔德霉素(800μ M)、GluR6的拮抗剂NS102(10mM),采用免疫印迹、免疫沉淀、免疫组织化学方法对蛋白质以及蛋白质之间的相互作用进行研究;采用焦油紫染色方法检测海马CA1和CA3/DG区神经元的存活与死亡。
结果:1.侧脑室途径给予成年大鼠的KA上调了海马CA1、CA3/DG区的FasL表达,且这种上调具有时间依赖性。HSP90的抑制剂GA和KA受体亚基GluR6的抑制剂NS102可以抑制FasL的表达上调。免疫组化的结果进一步揭示了海人藻酸(KA)特异性激活GluR6-KA受体能够上调FasL的表达,GA能够抑制GluR6-KA受体激活诱导的FasL表达上调。
2.KA诱导的GluR6-KA受体的激活上调了相关蛋白与Fas受体的结合,包括FasL-Fas-FADD-procaspase8即DISC的组装,RIP1与DISC的结合及RIP1与RIP3的结合;GA能够抑制KA诱导的相关蛋白与Fas的结合。
3.KA诱导procaspase8切割成活化的caspase8,Bid切割成活化的tBid,线粒体外膜通透性改变,即Bcl-xL与VDAC的结合减弱,Bax与VDAC的结合增强,细胞色素c从线粒体释放到胞浆中;GA能够抑制KA诱导procaspase8和Bid的活化,抑制线粒体外膜通透性的改变,增强Bcl-xL与VDAC的结合,抑制Bax与VDAC的结合,进而抑制细胞色素c从线粒体释放到胞浆。
4.在KA刺激下,释放的细胞色素c与procaspas9等形成凋亡小体,并使procaspase9切割成活化的caspase9,进而激活caspase3,使PARP降解,执行细胞凋亡;GA能够通过抑制procaspase9的激活,抑制caspase3的活化并抑制PARP最终抑制细胞凋亡。
5.焦油紫染色结果表明GA能够抑制KA诱导的海马神经元死亡作用。
结论:KA刺激引起的FasL表达增加能够激活Fas诱导的信号通路,导致神经元细胞死亡;GA能够抑制KA诱导的FasL/Fas激活的整条凋亡信号通路来实现神经元的保护作用。