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神经元缺血缺氧后由于细胞内钙离子超载导致神经元丢失已被大多数实验室证实,非选择性的阳离子通道TRPM7激活是其重要的介导通道之一。TRPM7除介导钙离子内流外,在生理状态下还维持细胞内镁离子的稳态。当神经元缺血缺氧诱导TRPM7通道开放导致细胞内钙离子超载时,镁离子是否也随之进入细胞内出现镁离子超载现象?本研究使用原代培养大鼠海马神经元,建立氧糖剥夺／复氧(oxygen-glucose deprivation/re-oxygen, OGD/RO)以及急性化学缺氧(acute chemical ischemia, CI)模型,以镁离子荧光探针Mag-fura-2标记,观察原代培养的海马神经元内镁离子浓度变化规律；以火焰原子吸收光谱法检测海马神经元细胞外液中镁离子含量改变；并用RNA干扰技术(siRNA)负调TRPM7蛋白的表达或者使用TRPM7抑制剂GdCl3或2-APB抑制通道功能,继而检测OGD和CI后海马神经元内镁离子浓度变化。结果显示：(1)OGD1h神经元内镁离子浓度明显升高,与正常状态相比上升了1.51倍(P<0.05),OGD1h/RO15min、30min以及60min,神经元镁离子水平持续高于正常状态,3个时间点分别与正常状态神经元相比均具有显著性差异(P<0.05)；OGD1h/RO 6h, OGD1h/RO 12h,细胞内镁离子浓度已恢复到正常水平,与正常状态相比无显著性差异；OGD1h/RO 24h,神经元内镁离子浓度水平出乎意料出现下降趋势,与正常状态相比其下降具有显著性差异(P<0.05)。去除细胞外液镁离子时,不影响生理状态下神经元内镁离子浓度,但OGD1h后去除外镁组细胞内镁离子浓度(0.62±0.02 mM)低于正常外液组内镁离子浓度(0.71±0.01 mM),两组相比较有显著性差异(P<0.05),且这两组与正常不缺氧组比内镁离子浓度均升高(P<0.05),这意味着氧糖剥夺一小时后神经元内出现镁离子超载现象,该现象的发生与细胞外镁有关。(2)以氰化钾(KCN)建立CI模型,结果可见神经元内镁离子浓度快速出现上升峰(10s左右),细胞内镁离子水平高峰在20s内快速下降到基础值水平。正常外液中加入KCN导致的神经元内镁离子升高的上升幅度为101.39%±5.74%(n=30个细胞),而去除细胞外镁后,KCN导致神经元内镁离子的升高的上升幅度为61.32%±3.50%(n=42个细胞),两者相比有显著性差异(P<0.05)。结果表明化学缺氧导致神经元内镁离子超载,该超载可能部分来源于细胞外镁。(3)用火焰原子吸收光谱法检测海马神经元OGD1h/RO后0、15、30、60min及6、12、24h时间点细胞外液中镁离子含量改变。结果显示：神经元外镁离子浓度在OGD1h后较正常状态相比大幅下降,两者相比具有显著性差异(P<0.05),OGD1h/RO后15、30、60min及6、12h,神经元外镁离子浓度虽有下降趋势,但与正常状态相比没有显著性差异；无独有偶,与细胞内镁离子检测结果紧密呼应的是OGD1h/RO 24h,细胞外镁离子水平呈现升高趋势,与正常状态相比,其升高具有显著性差异(P<0.05)。加入TRPM7通道抑制剂2-APB后神经元生理状态下与正常对照组相比没有显著性差异(P>0.05)；然而OGD1h后,神经元外镁离子的浓度(13.58±0.14μg／mL)较正常组(15.43±0.14μg／mL)降低(两者相比有统计学意义P<0.05),但在加入2-APB后升高至(14.46±0.17μg／mL)(与OGD1h组相比有统计学意义P<0.05),但仍然低于正常组(加2-APB+OGD1h组与正常组相比有统计学意义P<0.05)；这些结果表明在氧糖剥夺一小时后,神经元外镁可能部分通过TRPM7通道进入细胞内引起细胞内镁超载。(4)SiRNA负性调节海马神经元TRPM7蛋白的表达,OGD1h或CI后检测细胞内镁离子水平均发现：SiRNA组在生理状态下神经元内镁离子浓度(0.43±0.01 mM)下降,与正常对照组(0.51±0.02 mM)相比有显著性差异(P<0.05)降幅14.77%,而干扰对照组与正常对照组相比没有显著性差异(P>0.05)；OGD1h后,SiRNA组神经元内镁离子水平升高幅度与干扰对照组相比降低了24.64%,两者相比有显著性差异(P<0.05)；CI在SiRNA组神经元内镁离子水平升高变化显示与OGD1h相同的结果。这些结果说明了TRPM7可能参与了生理状态下细胞内镁离子稳态的调节,而且也可能介导了氧糖剥夺／化学缺氧引起的神经元内镁离子超载的产生。(5)用TRPM7抑制剂GdCl3或2-APB抑制通道功能,检测OGD1h和CI后海马神经元镁离子浓度变化。结果显示GdCl3和2-APB对神经元生理状态下的细胞内镁离子水平没有影响,与正常对照组相比没有显著性差异；OGD1h后细胞外液加入2-APB,神经元内镁离子水平升高幅度低于单纯OGD1h组18.67%,两者相比有显著性差异(P<0.05)；在CI条件下,细胞外液加入GdCl3或2-APB均使神经元内镁离子的上升幅度低于单纯CI组,其幅度分别降低于20.68%和19.9%,两者分别与单纯CI组相比均有显著性差异(P<0.05)。这些结果说明在神经元氧糖剥夺／化学缺氧中,TRPM7通道可能参与了细胞外镁离子的胞内转运从而引起细胞内镁超载。