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目的:本实验室的过去研究指出,大鼠侧脑室给予谷氨酸受体GluR6激动剂海人藻酸(KA)模拟癫痫可以导致Bcl-2的降解,但是降解的机制尚未进一步研究。本文拟研究KA是否通过其受体导致Bcl-2去亚硝基化,从而促使其泛素化,最终引起Bcl-2降解,并观察一些药物NS102、GSNO、SNP、MG132能否抑制Bcl-2去亚硝基化和泛素化,从而抑制Bcl-2降解,并且保护了神经元。
方法:在脑室注射海人藻酸模拟的大鼠癫痫模型中,采用RT-PCR研究Bcl-2mRNA水平的变化,免疫印迹、免疫组化研究Bcl2蛋白的表达量的变化,采用生物素转化法研究该蛋白的半胱氨酸巯基亚硝基化水平变化,采用免疫沉淀的方法检测其泛素化水平的变化,采用荧光标记酶底物检测蛋白酶体活性,采用焦油紫染色、TUNEL染色研究海马CA1和CA3/DG区神经元细胞丢失和凋亡。
结果:
1.侧脑室途径给予成年大鼠的KA降解了海马CA1、CA3/DG区Bcl-2,且降解具有时间和浓度依赖性。KA受体亚基GluR6的抑制剂NS102可以抑制Bcl-2的降解。
2.静息条件下海马CA1、CA3/DG区Bcl-2具有一定的翻译后亚硝基化修饰水平。KA刺激3h后Bcl-2亚硝基化水平降低,即发生了去亚硝基化。KA受体亚基GluR6抑制剂NS102可以抑制Bcl-2去亚硝基化。
3.KA作用3h后Bcl-2的泛素化水平增加,并且蛋白酶体抑制剂MG132可以抑制Bcl-2的降解。说明Bcl-2降解和泛素蛋白酶体途径有关。推测Bcl-2亚硝基化和泛素化有关。结果证实给予亚硝基化外源性供体GSNO、SNP对Bcl-2的泛素化水平具有负调节作用,可以抑制Bcl-2降解。
4.KA活化激活了Fas受体,为了研究Fas受体是否涉及Bcl-2降解的机制,给予FasL反义寡核苷酸处理阻断Fas通路,结果不能抑制Bcl-2去亚硝基化造成的泛素化降解,说明Fas受体不介导受体偶联的Bcl-2去亚硝基化,真正偶联Bcl-2去亚硝基化的很可能就是GluR6。
5.外源性NO供体GSNO和蛋白酶体抑制剂MG132除了能够抑制Bcl-2降解外还具有抑制KA诱导的细胞色素c释放和caspase-3激活的作用。
6.免疫组化的结果进一步揭示了Bcl-2降解所涉及的相关机制。
7.焦油紫染色的结果表明抑制Bcl-2降解具有抗KA诱导的海马神经元迟发性死亡作用。
8.TUNEL凋亡检测的结果进一步证实了焦油紫染色的结果,表明通过抑制Bcl-2降解可以抗KA诱导的海马神经元凋亡。
结论:KA通过GluR6-KA受体导致Bcl-2去亚硝基化,从而促使其泛素化,最终引起Bcl-2降解,而一些药物如NS102、GSNO、SNP、MG132能抑制Bcl-2去亚硝基化或泛素化,从而抑制Bcl-2降解,并且保护了神经元。