谷氨酸受體NMDAR1在成人心臟中的分布及其法醫(yī)學意義.pdf

1、谷氨酸(Glutamates，Glus)是自然界中廣泛存在的一種興奮性氨基酸，在人類食物中的含量豐富。谷氨酸也是大腦中最豐富的氨基酸，并且是脊椎動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳導興奮性沖動的重要神經(jīng)遞質(zhì)。在生理濃度時，谷氨酸通過體內(nèi)的谷氨酸受體(Glutamate receptors，GluRs)調(diào)節(jié)許多生理反應，包括感覺傳導通路、高級腦活動(如學習、記憶、運動、認知和發(fā)育等)；但在較高濃度時，谷氨酸則充當一種神經(jīng)毒素，可誘導嚴重的神經(jīng)損害。因此，谷

2、氨酸可認為是一把“雙刃劍”——由神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)變成神經(jīng)毒素。 谷氨酸受體有兩種類型：促離子型谷氨酸受體(ionotropic GluRs，iGluRs)和促代謝型谷氨酸受體(metabotropic GluRs，mGluRs)。iGluRs是陽離子配體門控通道，調(diào)節(jié)快速突觸信號傳導，根據(jù)它們序列的相似性、電生理特性及與選擇性拮抗劑親和力不同分為三個亞型，即N-methyl-D-aspartate(NMDA)受體，α-amino-3-

3、hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid(AMPA)受體和紅藻氨酸鹽(kanic acid，Ka)受體。NMDA受體由不同亞型組成，主要有NR1、NR2A、NR2B、NR2C、NR2D、NR3A和NR3B。 NR1亞型是NMDA受體的主要亞型，是離子通道的重要功能單位。兩個NR1亞型組成的同源寡聚體形成一個完整的功能通道，可以透過鈉離子、鉀離子、銫離子和其他陽離子，但它的主要功能是轉(zhuǎn)

4、送鈣離子。興奮性氨基酸受體的作用和Ca2+/Na+內(nèi)流有關(guān)，離子流的變化可產(chǎn)生一個沿細胞膜傳導的動作電位。 心臟有豐富的神經(jīng)支配和特殊的傳導系統(tǒng)，調(diào)節(jié)快傳導和心臟節(jié)律。心血管系統(tǒng)功能紊亂與軟骨藻酸和食物中其他興奮劑如味精等有關(guān)，這表明心臟可能是這些物質(zhì)的一個靶器官。另外，由各種神經(jīng)毒素包括興奮性氨基酸的毒性效果產(chǎn)生的神經(jīng)癥狀和臨床表現(xiàn)提示這些毒素參與了心血管功能紊亂。觀察谷氨酸受體在心臟中的表達情況是評價這些物質(zhì)作用的第一步。本

5、實驗擬在前人動物實驗的基礎上，用westem blot和免疫組化的方法探索谷氨酸受體一NMDAR1在成人心臟中是否有表達及其分布情況；如果成人心臟中存在NMDAR1，將進一步觀察青壯年猝死綜合征死者心臟中NMDAR1表達，并與正常心臟中的表達情況進行比較，探討其法醫(yī)學意義，以期為青壯年猝死案件的死因鑒定提供新的思路。材料與方法本實驗按照設計分為兩部分。 1、NMDAR1在成人心臟中的表達分布研究： 實驗組為人體心臟，陽性

6、對照組為人體腦組織，檢材來自中山大學法醫(yī)鑒定中心的高墜案例。按照中山大學法醫(yī)系宋一璇等創(chuàng)建的心臟傳導系統(tǒng)取材方法，切取竇房結(jié)、房室結(jié)、房室束及左右束支等組織；常規(guī)取左、右心室??；常規(guī)取大腦額部組織作為陽性對照。所取標本一式兩份，一份置于液氮中保存，然后提取蛋白質(zhì)，進行westem blot實驗，用于檢測NMDARl蛋白在心臟中的表達；一份置于10﹪福爾馬林固定，而后石蠟包埋、切片，片厚4μm，分別進行HE染色和NMDAR1免疫組織化學染

7、色，確定NMDAR1在心臟中的分布情況。 2、NMDAR1在青壯年猝死綜合癥案件中的應用研究： 23例人體心臟標本來源于2004年～2006年中山大學法醫(yī)鑒定中心病理檢案中資料完整的案例(存檔蠟塊)，分為2組： 1) 正常人體心臟對照組：12例，交通事故即時死亡8例，高墜致死4例，經(jīng)系統(tǒng)尸檢及常規(guī)組織學檢查，心臟未見明顯病理改變。 2) 青壯年猝死綜合征組：心肌標本11例，死亡前無明顯誘因，死后經(jīng)系統(tǒng)尸檢

8、及常規(guī)組織學檢查沒有發(fā)現(xiàn)致死性病變。 以上2組年齡、心臟重量、以及死亡至尸檢的時間經(jīng)統(tǒng)計學處理均無統(tǒng)計學差異。傳導系統(tǒng)組織參照宋一璇等的取材方法進行，切取腦組織、心臟傳導系統(tǒng)(竇房結(jié)、房室結(jié)、房室束及左右束支)及左、右心室心肌分別進行HE染色和NMDARl免疫組織化學染色。對染色結(jié)果進行形態(tài)學觀察和計算機圖像分析，所得數(shù)據(jù)輸入Microsoft Excel數(shù)據(jù)庫，應用SPSS 13.0 for windows對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理。

9、 1．常規(guī)HE染色結(jié)果NMDAR1在成人心臟中的表達分布研究中陽性對照組的大腦皮質(zhì)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)正常，細胞核較大，圓形，位于胞體中央；可見少量膠質(zhì)細胞。實驗組左、右心室及室間隔心肌細胞橫紋清晰，細胞核致密呈藍色，部分心肌纖維斷裂或呈波浪狀排列；竇房結(jié)結(jié)細胞和結(jié)締組織沿竇房結(jié)動脈排列，相互交織成網(wǎng)狀，形似迷路；在中心纖維體旁房室結(jié)結(jié)細胞呈波浪狀排列、較細；希氏束周圍有纖維組織包裹，呈長橢圓形；束支行走于心內(nèi)膜下，較細、呈彎曲狀，周圍有網(wǎng)狀纖維

10、。 NMDAR1在青壯年猝死綜合癥案件中的應用研究中正常人體心臟對照組心肌細胞橫紋清晰，偶見心肌細胞輕度水腫和心肌纖維斷裂，冠狀動脈未見異常，部分傳導系統(tǒng)輕度脂肪浸潤。青壯年猝死綜合征組冠狀動脈檢查除2例有左主干I級粥樣硬化外，其余均通暢；心肌纖維部分斷裂，橫紋尚清，散在嗜酸性增強，未見梗死灶。傳導系統(tǒng)除2例輕度脂肪浸潤，其余未見異常。 2．免疫組織化學染色大腦皮質(zhì)神經(jīng)元、心臟傳導系統(tǒng)(竇房結(jié)、房室結(jié)、希氏束及其束支)的

11、心肌細胞中可見NMDAR1陽性表達，位于細胞漿中。而在左、右心室肌中均未見明顯陽性表達。陰性對照組未見陽性表達。 3．Western Blot結(jié)果在NMDAR-1在成人心臟中的表達分布研究中發(fā)現(xiàn)NMDAR1蛋白在陽性對照組的大腦組織和實驗組的竇房結(jié)、房室結(jié)、左右心室肌中均有表達，蛋白條帶位于103kD處。NMDAR1蛋白在腦組織中表達最強，其次為竇房結(jié)和房室結(jié)，而左、右心室肌中蛋白表達非常弱。 4．計算機圖像分析和統(tǒng)計學

12、分析結(jié)果正常人體心臟對照組竇房結(jié)中NMDAR1表達的陽性單位是：16.471±1.409，青壯年猝死綜合征組竇房結(jié)陽性單位是：18.170±1.762，t檢驗結(jié)果：t=-2.518，P<0.05，有統(tǒng)計學意義。正常人體心臟對照組房室結(jié)中NMDAR1表達的陽性單位是：10.721±1.353，青壯年猝死綜合征組竇房結(jié)陽性單位是：12.065±1.185，t檢驗結(jié)果：t=-2.523，P<0.05，有統(tǒng)計學意義。正常人體心臟對照組希氏束中N

13、MDAR1表達的陽性單位是：5.977±1.050，青壯年猝死綜合征組希氏束陽性單位是：6.498±0.974，t檢驗結(jié)果：t=-1.1103，P>0.05，無統(tǒng)計學意義。 結(jié)論: 1、成人心臟中存在離子型谷氨酸受體亞型-NMDAR1。 2、NMDAR1主要分布在心臟傳導系統(tǒng)(竇房結(jié)、房室結(jié)、希氏束和左右束支)；NMDAR1在心臟傳導系統(tǒng)的特異性分布表明NMDAR1可能在心臟電生理和病理生理中起作用。 3