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目的:三磷酸腺苷(ATP)是重要的神经递质,可以选择性地作用于P2嘌呤受体,参与递质调节、突触修饰和神经营养等一系列生理作用,在中枢神经系统急慢性损伤(如缺血,创伤或退行性病等)条件下,局部死亡细胞可释放出大量ATP,从而过度兴奋P2嘌呤受体导致神经毒性如神经元死亡及小胶质激活等一系列病理反应,其中P2X7受体是介导ATP毒性作用的主要受体,过度激活该受体可导致细胞骨架重排、胞膜出泡、细胞裂解等细胞凋亡及坏死现象。ATP对海马神经元是否具有损伤作用,能否促进损伤后突起的再生,是否与P2X7受体激活有关,目前还缺乏实验研究。生长相关蛋白(Growth associated protein 43,GAP-43)是80年代初发现的与神经发育、轴突再生和突触重建密切相关的一种快速转运胞膜磷酸蛋白。本实验以GAP-43作为神经损伤再生指标,通过体外培养海马神经元,观察ATP及P2X7受体激动剂BzATP对成熟期海马神经元损伤作用以及对GAP-43表达的影响,并检测细胞内钙离子水平的动态变化,从而探讨ATP对海马神经元损伤后再生的相关机制。方法:对体外培养8d的原代大鼠海马神经元给予不同浓度的ATP干预,采用MTT法检测细胞存活率;尼氏染色法观察ATP及BzATP对神经元的损伤情况,并观察P2受体拮抗剂(pyridoxalphosphate–6–azophenyl-20,40-disulphonic acid,PPADS)以及P2X7受体拮抗剂(Brilliant blue G,BBG)对ATP所致的神经元是否有保护作用;应用免疫荧光细胞化学法检测ATP、BzATP、PPADS和BBG等对GAP-43表达的影响;利用钙荧光染料Flou-4/AM检测上述干预剂对细胞内钙离子水平影响,进一步观察ATP对GAP-43表达的影响是否与细胞内钙离子水平改变有关。结果:一、与正常对照组相比,ATP低浓度组(100μM)对原代培养的海马神经元没有明显细胞毒性,MTT检测示OD值为0.278±0.039,P>0.05,存活率为94.2%;而ATP高浓度组(3mM、5mM和10mM)具有明显的细胞毒性,OD值分别为0.202±0.043,0.194±0.018,0.159±0.016,P<0.05,存活率分别为68.5%,65.8%,53.9%;相差显微镜及尼氏染色示ATP高浓度组细胞胞体肿胀、突起断裂、尼氏体脱失,提示ATP高浓度组对海马神经元具有明显的神经毒作用。加入P2受体拮抗剂PPADS后,细胞肿胀减轻,突起伸长,碎片减少。BzATP对海马神经元没有明显的毒性作用,表现为细胞肿胀较轻,没有明显的突起断裂及细胞死亡现象,而P2X7受体拮抗剂BBG没有出现细胞肿胀减轻,突起伸长等ATP毒性阻断现象。二、ATP低浓度组(100μM)的GAP-43表达水平与正常对照组无显著差异,而ATP高浓度组(5mM,10mM)的GAP-43的表达水平显著增高,主要表达于胞体,突起减弱甚至消失,P<0.01;PPADS可促进突起GAP-43的表达,突起数目与ATP10mM组相比显著增多,P<0.05,说明PPADS对ATP造成的神经损伤具有一定的保护作用;BBG干预后GAP-43呈高表达,但与对照组比较,突起数没有明显增加。三、采用Fluo-4/AM检测细胞内钙离子浓度,通过计算荧光衰减率得出,5mMATP组和BzATP组荧光衰减速率减慢,分别为对照组94.9%,91.8%, P<0.05,有显著性差异。PPADS处理组的衰减速率比5mMATP组显著增快,P<0.05。BBG处理组的衰减速率较5mMATP组没有显著差异。结论:一、低浓度ATP对海马神经元无损伤效应;高浓度ATP对海马神经元具有明显的细胞毒性。二、高浓度ATP可促进海马神经元胞体GAP-43的表达,提示有一定的损伤后代偿修复作用;P2受体拮抗剂PPADS可抑制神经元损伤,促进损伤后突起生成及延伸,具有一定神经保护作用。三、P2X7受体激动剂BzATP未造成海马神经元的明显损伤,P2X7受体拮抗剂BBG没有表现抑制ATP损伤及促进损伤后突起的生成及延伸作用,说明P2X7受体可能并不是介导ATP细胞毒性损伤的主要受体亚型。四、ATP对细胞内钙离子浓度的调节可能是ATP调控GAP-43表达及活化的机制之一。