KATP通道的激活對(duì)多巴胺能細(xì)胞鐵轉(zhuǎn)運(yùn)功能的影響及其在PD中的作用研究.pdf

1、A T P 敏感性鉀通道的激活對(duì)多巴胺能細(xì)胞鐵轉(zhuǎn)運(yùn)功能的影響及其在帕金森病中的作用研究摘 要鐵是一切生命體都必不可少的微量金屬元素之一，體內(nèi)鐵穩(wěn)態(tài)的維持對(duì)于機(jī)體的正常生理功能是必需的。但是，過量的鐵卻可以通過F e n t o n 反應(yīng)與體內(nèi)H 2 0 2 作用，產(chǎn)生具有高度活性的羥自由基( h y d r o x y l ，·O H ) ，后者作用于蛋白質(zhì)、核酸和含有大量未飽和脂肪酸的細(xì)胞膜，從而引起細(xì)胞損傷。近年來的研究發(fā)

2、現(xiàn)，帕金森病( P a r k i n s o n ’sd i s e a s e ，P D ) 病人腦內(nèi)黑質(zhì)( s u b s t a n t i a n i g r a , S N ) 鐵含量顯著增高。P D是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，其病理特征是中腦黑質(zhì)致密帶( s u b g a n t i an i g r ap a r sc o m p a c t ，S N p c ) 多巴胺( d o p a m i n e ，D A

3、 ) 能神經(jīng)元缺失，從而導(dǎo)致其釋放到紋狀體的D A 減少，引起靜止性震顫，肌僵直，姿勢(shì)反射障礙等臨床表現(xiàn)。P D 的發(fā)病機(jī)制至今仍不是十分清楚，可能與遺傳、環(huán)境、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、S N 內(nèi)鐵聚集以及細(xì)胞凋亡等多種因素有關(guān)。由于鐵的細(xì)胞毒性以及產(chǎn)生自由基的能力，鐵的選擇性聚集成為S N D A 能神經(jīng)元變性死亡的一個(gè)關(guān)鍵因素。在腦內(nèi)，D A 能神經(jīng)元聚集的部位主要存在于S N ，腹側(cè)被蓋區(qū)( v e n t r a l t e g m

4、 e n t a la r e a , V T A ) 和弓狀核( a r c u a t en u c l e u s ) 。但是，在P D 中，S N 區(qū)D A 能神經(jīng)元選擇性損傷，而V T A 的D A 能神經(jīng)元卻幾乎不受影響，其機(jī)制到目前為止還不是十分清楚。2 0 0 5 年發(fā)表在N a t u r eN e u r o s c i e n c e 上的研究表明，S ND A 能神經(jīng)元的選擇性損傷的機(jī)制可能與S N 區(qū)A T P

5、 敏感性鉀通道( A T P ．s e n s i t i v e p o t a s s i u m c h a n n e l s ，K A T P ) 的選擇性激活有關(guān)。細(xì)胞內(nèi)A T P 水平的降低或氧化應(yīng)激等均可導(dǎo)致K A a v 通道的激活，引起細(xì)胞膜的超極化。本實(shí)驗(yàn)室的前期工作與其他研究者的工作已經(jīng)證實(shí)了二價(jià)金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白l ( d i v a l e n tm e t a lt r a n s p o r t e r1

6、，D M T l ) 在P DS N 鐵聚集中的重要作用。而D M T l 的鐵攝取功能除與蛋白質(zhì)的表達(dá)量有關(guān)外，還依賴于p H 值，溫度，膜電位水平等，如細(xì)胞膜的超極化可以增強(qiáng)D M T l 的攝鐵功能。但是K m 通道的激活導(dǎo)致的細(xì)胞膜的超極化在D M T l 介導(dǎo)的鐵聚集中的作用尚不清楚，因此，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用細(xì)胞培養(yǎng)、全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)、免疫熒光、R T - P C R ，免疫印跡等技術(shù)方法，觀察了K A W 通道的激活

7、對(duì)多巴胺能細(xì)胞由D M T l 介導(dǎo)的攝鐵功能的影響，并進(jìn)一步探討其在P D 中的作用。結(jié)果如下：1 、應(yīng)用D i B A C 4 ( 3 ) ，觀察K A y ' 通道開放劑d i a z o x i d e 對(duì)S K - N ．S H 細(xì)胞膜電位的影響，d i a z o x i d e 灌流3 0m i l l 內(nèi)，細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度較H B S 緩沖液灌注組明顯降低。2 、在離體制備的大鼠S N 腦片上，用1 0 0p ．m

8、 o l ／L K A T PJ 遵．道開放劑d i a z o x i d e 灌流察到，對(duì)于空載體組細(xì)胞，1 0 0g m o l ／L M P P + 不影響空載體細(xì)胞AI V m 及R O S 的生成；而1 0 0 p m o l ／L 的M P P + 可以明顯降低高表達(dá)組細(xì)胞的△t I ．r m ，增加R O S 的生成。綜上所述，K A r l , 通道S U P ．1 選擇性開放劑d i a z o x i d e 作用

9、于細(xì)胞后，可以引起細(xì)胞膜超極化，細(xì)胞的放電頻率降低。細(xì)胞膜的超極化可以增強(qiáng)D M T l 的鐵攝取功能，從而使細(xì)胞內(nèi)的鐵增多，由于鐵的細(xì)胞毒性以及產(chǎn)生自由基的能力，加劇了鐵介導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷。高表達(dá)K A T P 通道( K i r 6 ．2 和S U R l ) 可以增加細(xì)胞的鐵攝取及鐵介導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷；增強(qiáng)M P P + 介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用。本研究將為K A ．n , 通道參與黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的鐵聚集及選擇性損傷提供新的新的理論