谷氨酸在星形膠質細胞體積調節(jié)機制中的作用.pdf

1、目的：
　　星形膠質細胞是數(shù)量最多，分布最廣泛的膠質細胞，在大腦的許多功能中發(fā)揮實質作用，如:緩沖細胞外液的離子濃度及pH，參與神經(jīng)遞質和激素的代謝等。細胞外液高滲常發(fā)生于大腦神經(jīng)元過度興奮，細胞外液鉀離子濃度升高，或者腦缺血等多種生理和病理情況下。細胞外液高滲時，星形膠質細胞會迅速地皺縮，體積變小。Risher等人發(fā)現(xiàn)，將星形膠質細胞特殊標記的鼠腦部切片，置于40mOsm的高滲環(huán)境15分鐘后，星形膠質細胞的體積大約減少了30％，

2、隨后細胞緩慢的調節(jié)性恢復。高滲情況下，星形膠質細胞體積調節(jié)對于維持細胞外液的鹽離子平衡，減少高滲對神經(jīng)元的損傷有著重要作用。因此，研究高滲情況下星形膠質細胞體積調節(jié)的機制變得尤為重要。
　　谷氨酸是神經(jīng)細胞中的興奮性神經(jīng)遞質，主要在星形膠質細胞中代謝。谷氨酸不僅在神經(jīng)元分化遷移、軸突形成中起到重要作用，而且還參與調節(jié)腦的高級功能，如學習、記憶、認知等。谷氨酸作為重要的神經(jīng)遞質，參與腦缺血中風損傷、抑郁癥以及雙向情感障礙等多種疾病的

3、病理過程。研究已表明腦水腫時，細胞外液谷氨酸顯著增多，星形膠質細胞膨脹水腫。
　　谷氨酸受體分為兩種:離子型受體AMPA受體、NMDA受體、KA受體和代謝型G蛋白偶聯(lián)受體。KA受體有5個亞型即GluK1-5，其中GluK2存在的意義重大。例如，谷氨酸刺激星形膠質細胞糖原分解釋放能量需要GluK2的參與。抑郁癥藥物氟西汀上調GluK2的表達，產(chǎn)生抑制谷氨酸增強細胞Ca2+內流的作用等。所以，進一步研究GluK2與星形膠質的細胞體積調

4、節(jié)功能的關系具有重要的意義。
　　在原代培養(yǎng)星形膠質細胞上，谷氨酸激活引起Ca2+內流并上調細胞外信號調節(jié)激酶(ERK1/2)的磷酸化水平。實驗證明，異丙腎上腺素使上皮生長因子受體(EGFR)間接激活，經(jīng)MAPK信號通路介導，上調ERK1/2的磷酸化水平，并且通過以上過程參與星形膠質細胞的體積調節(jié)功能。然而，谷氨酸是否可以通過EGFR間接激活增強星形膠質細胞ERK1/2的磷酸化水平，并通過此過程參與其體積調節(jié)功能尚未見文獻報道。本

5、研究目的在于:高滲情況下，谷氨酸對星形膠質細胞體積調節(jié)的作用及機制。
　　材料與方法：
　　星形膠質細胞原代培養(yǎng)，進行以下實驗:①細胞用熒光探針染料Calcein-AM負載，奧林巴斯活細胞熒光顯微鏡下檢測谷氨酸對星形膠質細胞體積恢復的影響;細胞加入GluK2抑制劑NS102，EGFR抑制劑AG1478，MEK1/2抑制劑U0126處理后，觀察谷氨酸對細胞體積恢復調節(jié)的作用是否受到影響。②運用蛋白免疫印跡技術，檢測谷氨酸對星形

6、膠質細胞ERK1/2磷酸化水平的影響;細胞加入NS102、AG1478、U0126和GM6001（金屬蛋白酶抑制劑）處理后，觀察谷氨酸對細胞ERK1/2磷酸化的作用是否受到影響。
　　結果：
　　1、谷氨酸對星形膠質細胞體積調節(jié)功能具有增強作用，并呈濃度依賴性。熒光探針技術結果表明:使用0μM、25μM、50μM、100μM和200μM谷氨酸刺激細胞時，100μM、200μM谷氨酸可以增強細胞體積恢復的程度。
　　2、

7、熒光探針技術結果表明:NS102處理細胞后，谷氨酸增強細胞體積調節(jié)的作用受到抑制，即GluK2參與谷氨酸增強星形膠質細胞體積調節(jié)的過程。
　　3、熒光探針技術結果表明:AG1478和U0126處理細胞后，谷氨酸增強細胞體積調節(jié)的作用受到抑制，即EGFR間接激活參與谷氨酸增強星形膠質細胞體積調節(jié)的過程。
　　4、Western blot結果表明:谷氨酸上調星形膠質細胞ERK1/2磷酸化水平，且磷酸化作用是由EGFR間接激活通路