大鼠致热后下丘脑PO/AH区细胞TRPV1通道的磷酸化及机制的研究

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目的:瞬时受体电位香草酸亚型1(transient receptor potential vanilloid subfamily member 1,TRPV1)作为体温的负调节物质,在体温升高时表达增多,能起到有效的体温的负调节作用。TRPV1的表达能被许多种物质所调节,然而,在体条件下,TRPV1的磷酸化是否对TRPV1的表达是否有影响还不清楚。本研究通过在体情况下应用蛋白激酶A(Protein kinase A,PKA)拮抗剂H89、蛋白激酶C(Protein kinase C,PKC)拮抗剂Calphostin C和PKC激动剂PMA探讨它们对体温的影响,同时检测TRPV1和磷酸化TRPV1(p-TRPV1)的活性,下丘脑细胞内钙离子表达水平,进而探讨TRPV1的磷酸化对在体条件下TRPV1的表达的影响。除了致热原LPS致热这种致热方式之外,还同时采用了人工气候室致热的方式,探讨人工气候室致热后TRPV1和p-TRPV1表达的变化。研究方法:(1)LPS致热动物模型将实验动物随机分为对照组和LPS致热组。对LPS组大鼠采用腹腔注射LPS。(2)对LPS致热动物应用PKA抑制剂将动物分为对照组、LPS组、LPS+PKA抑制剂(H89)组和PKA抑制剂组。后两组在侧脑室注射相应剂量H89。(3)对LPS致热动物应用PKC抑制剂将动物分为对照组、LPS组、LPS+PKC抑制剂(cal)组和PKC抑制剂组。后两组在侧脑室注射相应剂量calphostin C。(4)对LPS致热动物应用PKC激动剂将动物分为对照组和PKC激动剂组(PMA组),后一组在大鼠腹腔注射相应剂量PMA。(5)热负荷实验将大鼠置于人工气候室内,38.5℃-40.5℃组分别在2h使大鼠体温分别升高到38.5℃、39.0℃、39.5℃、40.0℃和40.5℃,维持1h,断头处死大鼠。上述各组在实验过程中都监测体温,按各时间点取下丘脑视前区—下丘脑前部(Preoptic anterior hypothalamus,PO/AH)区组织,检测细胞内钙离子水平,Western blotting检测TRPV1和磷酸化TRPV1表达水平,PKA、PKC含量,最后进行统计学分析。结果:1、LPS致热大鼠各指标的变化腹腔注射LPS后可使体温升高,在4h时体温达到高峰,TRPV1和p-TRPV1表达量均随温度升高而增多,在体温处于高峰值时,TRPV1和p-TRPV1表达水平也达到峰值。PKA和PKC含量在4h时达到高峰。2、人工气候室致热后大鼠各指标变化体温升高39.0℃以上的各组TRPV1及p-TRPV1表达量较对照组明显增多,但各组之间的变化无显著性差异。PO/AH区细胞内PKA含量和PKC含量较温度较低的38℃组和38.5℃组显著增大。3、LPS致热组与热负荷组对比实验热负荷组大鼠的体温控制在接近LPS致热峰值,结果可见LPS致热时TRPV1及磷酸化TRPV1表达水平、PKA及PKC含量均明显高于热负荷组。4、PKA抑制剂H89对体温及TRPV1的影响PKA含量检测可见H89有效地抑制了PKA的含量。同时注射LPS和高剂量H89的组出现体温高峰延迟,p-TRPV1显著性降低,TRPV1表达较对照组增多。随着H89剂量增大细胞内钙离子浓度升高幅度减小。5、PKC抑制剂calphostin C对体温及TRPV1的影响同时注射LPS和cal的组出现体温高峰延迟,温度比单独注射LPS组要高,p-TRPV1的表达水平显著减少,TRPV1表达较对照组增多,下丘脑细胞内钙离子比LPS组明显降低。单独注射cal的大鼠体温没有明显变化,TRPV1和p-TRPV1的表达水平和对照组比较没有明显差异。6、PKC激动剂PMA对体温及TRPV1的影响腹腔注射PMA,大鼠体温在1h时明显下降,然后开始升高,p-TRPV1的表达明显增多,TRPV1没有明显变化。下丘脑细胞内钙离子表达明显增多。结论:1、LPS致大鼠发热时在下丘脑体温调节中枢PO/AH区细胞检测到p-TRPV1,其表达水平随着体温的升高而增加。PKA和PKC可能是引起下丘脑PO/AH区TRPV1磷酸化的重要因素。2、热负荷条件下可致大鼠下丘脑PO/AH区细胞TRPV1表达水平明显上调。3、通过抑制PKA、PKC的表达,减少p-TRPV1的产生,体温升高,[Ca2+]i减少,进一步证明了体温调节中枢PO/AH区细胞TRPV1的磷酸化能促进TRPV1活化,进而,有利于增强温度敏感性,发挥对发热反应的抑制、进而降低体温的作用。
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