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目的:实验室的过去研究指出,大鼠侧脑室给予谷氨酸受体GluRK2激动剂海人藻酸(Kainic acid,KA)模拟癫痫可以导致Bcl-xL的降解,但是降解的机制尚未进一步研究。本实验拟在分子、细胞及整体动物水平研究Bcl-xL发生亚硝基化的氨基酸位点,并通过各角度验证,KA是否通过其受体导致Bcl-xL去亚硝基化,从而促使其泛素化导致Bcl-xL降解,并观察一些药物NS102、GSNO、SNP、MG132能否抑制Bcl-xL去亚硝基化和泛素化,从而抑制Bcl-xL降解,并且保护神经元。 方法:构建野生型及突变体Bcl-xL质粒,培养293T细胞并利用脂质体转染法过表达Bcl-xL野生型质粒及突变体质粒并给予外源性一氧化氮供体,生物素转化法检测过表达目的蛋白的亚硝基化程度并鉴定亚硝基化位点。培养SY5Y细胞并利用脂质体转染法过表达Bcl-xL野生型质粒及突变体质粒,在KA损伤下通过DAPI染色检测神经细胞凋亡。动物模型分组:生理盐水对照组、KA癫痫模型组、溶剂对照组、癫痫给药组(n=4)。采用免疫印迹研究Bcl-xL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,采用焦油紫染色研究海马CA1和CA3/DG区神经元细胞丢失和凋亡。 结果:1.在293T细胞中,生理性一氧化氮供体GSNO可以使过表达的Bcl-xL发生亚硝基化,巯基烷化剂NEM及还原剂DTT可以抑制或逆转这种反应,钙载体A23187可以使Bcl-xL去亚硝基化。 2.Cys151位半胱氨酸为Bcl-xL亚硝基化位点。 3.DAPI染色结果示KA刺激损伤后转染突变体Bcl-xL质粒的SY5Y细胞大量死亡,而转染野生型质粒具有保护作用。 4.成年大鼠侧脑室注射KA,引起海马 CA1、CA3/DG区Bcl-xL蛋白降解,且降解具有时间和浓度依赖性。GluRK2-KA受体的抑制剂NS102能够抑制Bcl-xL蛋白的降解。 5.大鼠海马CA1、CA3/DG区在静息条件下能够表达亚硝基化状态的Bcl-xL蛋白。KA作用3h后Bcl-xL蛋白的亚硝基化程度降低,提示表现了去亚硝基化。GluRK2-KA受体的抑制剂NS102能够抑制Bcl-xL蛋白的去亚硝基化。 6.KA刺激3h后Bcl-xL蛋白的泛素化程度显著升高,给予蛋白酶体抑制剂MG132能够有效抑制Bcl-xL蛋白的降解,提示Bcl-xL蛋白的降解与泛素蛋白酶体途径相关。可认为Bcl-xL蛋白的亚硝基化与其泛素化相关。给予外源性NO供体GSNO、SNP可负调节Bcl-xL的泛素化水平,从而抑制Bcl-xL降解。 7.外源性NO供体GSNO和蛋白酶体抑制剂MG132还具可抑制KA诱导的细胞色素c释放和caspase-3激活的作用。 8.焦油紫染色提示抑制Bcl-xL降解可抑制KA诱导的海马神经元迟发性死亡。 结论:Bcl-xL亚硝基化位点位于第151位半胱氨酸巯基。在细胞和在体动物水平给予外源性NO供体,可升高Bcl-XL的亚硝基化水平,对神经细胞具有保护作用。KA通过GluRK2-KA受体导致Bcl-xL去亚硝基化,从而促使其泛素化,最终引起Bcl-xL降解。而NS102、GSNO、SNP、MG132能抑制Bcl-xL去亚硝基化或泛素化,从而抑制Bcl-xL降解,保护神经元。