TRPC3/6/7通道在小鼠局灶性脑缺血再灌注损伤中的作用

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脑卒中是一类严重危害人类生命健康的疾病,在中枢神经系统疾病中具有极高的病死率和致残率。脑卒中的预防和治疗方法主要有降脂、降压、溶栓、抗凝、介入、手术微创治疗等,这些方法改善了患者的预后,但仍有75%的患者因病情反复而导致不同程度的后遗症。临床上约30%的缺血性脑卒中患者由于溶栓治疗,会出现血管再通现象,并伴随着缺血再灌注损伤。缺血再灌注损伤的病理生理机制很复杂,包括:钙超载、自由基生成增多、能量代谢障碍、兴奋性毒性、炎症和凋亡等,其中 Ca2+超载是脑缺血再灌注损伤的重要机制之一。因此,针对这一靶点研究,将有利于深入阐明脑卒中的病理生理机制,并为治疗该疾病提供理论依据。  瞬时受体电位(TRP)离子通道超家族最早在果蝇的突变体中被发现。基于氨基酸序列的同源性,TRP超家族可划分为TRPA,TRPC,TRPM,TRPML,TRPP, TRPV和TRPN7个亚家族,广泛表达于从酵母到人类的各种生物体。其中经典瞬时受体电位(TRPC)是最经典的TRP通道, TRPC共有7个亚型,其中TRPC1/TRPC4/TRPC5相互之间可形成异源通道,而TRPC3/TRPC6/TRPC7之间也能相互形成异源通道。  据报道,TRPC通道的功能异常可导致很多疾病的发生,因此TRPC通道有望成为药物治疗的靶点。TRPC通道与脑卒中的相关性研究大多关注神经元,脑卒中后调节星形胶质细胞的功能有益于神经元的存活。TRPC通道(TRPC1-6)在培养的星形胶质细胞中均有表达,其中TRPC3、TRPC6与脑卒中密切相关。因此,本实验主要研究 TRPC3/6/7通道在脑缺血再灌注损伤中的作用及机制,并关注星形胶质细胞在脑缺血再灌注损伤中的作用,为脑卒中的治疗提供新的策略。  本实验采用野生型(Wild-type,WT)小鼠与TRPC3/6/7基因敲除(TRPC3/6/7 knockout, TRPC3/6/7-/-)小鼠制备大脑中动脉闭塞(Middle Cerebral Artery Occlusion, MCAO)所致的局灶性脑缺血再灌注模型,观察 TRPC3/6/7基因敲除对脑缺血再灌注急性期神经损伤的影响。采用 Western blot法检测小鼠大脑皮层 pNF-кB、Bcl-2、Bax蛋白含量。结果显示,TRPC3/6/7基因敲除后,鼠局灶性脑缺血再灌注急性期的神经损伤减轻,小鼠大脑皮层缺血区pNF-кB、Bax水平降低(P<0.05), Bcl-2水平明显升高(P<0.05),从而增高Bcl-2/Bax的比值,抑制凋亡的发生。  采用WT小鼠与TRPC3/6/7基因敲除小鼠原代培养的星形胶质细胞制备氧糖剥夺/复糖复氧(oxygen-glucose deprivation/reperfusion, OGD/R)模型,观察TRPC3/6/7基因敲除对星形胶质细胞氧糖剥夺的影响,采用Western blot法检测星形胶质细胞Bcl-2、Bax蛋白表达。结果显示,TRPC3/6/7基因敲除后,鼠OGD/R状态下的星形胶质细胞pNF-кB的表达减少,促凋亡蛋白Bax的表达下降,抗凋亡蛋白Bcl-2的表达增加,增高Bcl-2/Bax比值,提示TRPC3/6/7基因敲除后,鼠OGD/R状态下的星形胶质细胞的凋亡减少。  采用 WT小鼠与 TRPC3/6/7基因敲除小鼠原代培养的星形胶质细胞制备OGD/R模型,钙影像技术观察TRPC3/6/7基因敲除对OGD/R下星形胶质细胞钙内流的影响,钙影像结果显示,TRPC3/6/7基因敲除的星形胶质细胞经OGD/R处理后,Tg刺激引起的钙内流较WT星胶OGD/R组而言,明显降低(P<0.01)。  因此,TRPC3/6/7基因敲除能够抑制钙超载引起的脑缺血再灌注损伤,降低Ca2+超载在脑缺血再灌注脑损伤中的作用。并且细胞质 Ca2+浓度的升高可能激活NF-кB途径,导致了星形胶质细胞pNF-кB水平的升高,因此TRPC3/6/7基因敲除抑制星形胶质细胞内Ca2+浓度的升高,能够降低MCAO小鼠大脑皮层pNF-кB蛋白水平,并且能够下调促凋亡蛋白Bax的表达,上调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,提示TRPC3/6/7基因参与了脑缺血再灌注后NF-кB信号通路激活而介导的星形胶质细胞凋亡的发生。
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