CRF1參與低氧誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞水腫.pdf

1、低氧作為一種非特異性應(yīng)激原可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。哺乳動(dòng)物通過下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸(Hypothalamus-pituitary-adrenalaxis，HPA)對(duì)機(jī)體面臨的各種應(yīng)激做出應(yīng)答反應(yīng)。應(yīng)激促進(jìn)下丘腦室旁核(Paraventricularnucleus，PVN)神經(jīng)元釋放下丘腦促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(Corticotropinreleasingfactor，CRF)。CRF主要通過和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素Ⅰ型受體(C

2、orticotropinreleasingfactorreceptor-1，CRFR1)和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素Ⅱ型受體(Corticotropinreleasingfactorreceptor-2，CRFR2)結(jié)合發(fā)揮生理作用，參與神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)。
　　 環(huán)境低氧嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生腦水腫，腦水腫的發(fā)生、發(fā)展與水通道蛋白(Aquaporins，AQPs)密切相關(guān)。AQPs是細(xì)胞膜上一類特異性水通道蛋白，參與多種類形細(xì)胞的水分

3、子跨膜運(yùn)輸。其中水通道蛋白4(Aquaporin-4，AQP4)在哺乳動(dòng)物腦組織中分布最為豐富，在正常生理狀態(tài)下參與大腦水平衡調(diào)節(jié)，在病理?yè)p傷時(shí)則參與腦水腫形成和消退。AQP4在星形膠質(zhì)細(xì)胞中大量表達(dá)，因此星形膠質(zhì)細(xì)胞的腫脹與腦水腫有重要關(guān)系。低氧誘導(dǎo)因子-1(Hypoxiainducedfactor-1，HIF-1)是低氧敏感因子，參與調(diào)節(jié)機(jī)體氧平衡。低氧上調(diào)HIF-1α蛋白表達(dá)，使HIF-1穩(wěn)定性增加并與低氧反應(yīng)元件(Hypoxia

4、responseelement，HRE)結(jié)合作用下游靶基因，調(diào)控生理或病理作用。HIF-1調(diào)控的靶基因有血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)及其受體(Vascularendothelialgrowthfactorreceptor，VEGFR)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(Induciblenitricoxidesynthase，iNOS)等。iNOS是一氧化氮合酶(Nitricoxides

5、ynthase，NOS)的一種，主要參與機(jī)體免疫反應(yīng)，能夠催化L-精氨酸(L-Arginine)產(chǎn)生一氧化氮(Nitricoxide，NO)。NO是著名的氣體信號(hào)分子，可以通過NO-cGMP-PKG通路調(diào)節(jié)細(xì)胞和機(jī)體功能。CRFR1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周系統(tǒng)廣泛分布，在星形膠質(zhì)細(xì)胞中也有表達(dá)。我們實(shí)驗(yàn)室前期結(jié)果表明，低氧時(shí)下丘腦CRF分泌增加，前額葉皮層CRF基因轉(zhuǎn)錄升高。因此，我們?cè)O(shè)想機(jī)體在嚴(yán)重低氧時(shí)一方面通過CRF釋放增加，激活星形膠

6、質(zhì)細(xì)胞CRFR1，引發(fā)胞內(nèi)信號(hào)通路；另一方面細(xì)胞在嚴(yán)重低氧時(shí)胞內(nèi)低氧誘導(dǎo)因子-1α(Hypoxiainducedfactor-1α，HIF-lα)激活，驅(qū)動(dòng)下游信號(hào)通路。這兩條通路共同作用于AQP4，增加AQP4水通道功能。
　　 本研究通過低氧培養(yǎng)箱模擬星形膠質(zhì)細(xì)胞低氧環(huán)境，通過westernblot、熒光標(biāo)記法和細(xì)胞免疫熒光等方法，對(duì)CRFR1如何參與低氧誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞水腫進(jìn)行了研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)AQP4與CRFR1在大

7、鼠原代皮層星形膠質(zhì)細(xì)胞共表達(dá)；10nM和100nMCRF均能誘導(dǎo)大鼠原代星形膠質(zhì)細(xì)胞胞內(nèi)鈣離子濃度升高，該作用可以被預(yù)孵CRFR1拮抗劑CP154，526阻斷。同時(shí)發(fā)現(xiàn)大鼠原代星形膠質(zhì)細(xì)胞在低氧(1％O2)下HIF-1α蛋白表達(dá)增加，但并不表達(dá)iNOS蛋白；低氧上調(diào)大鼠原代小膠質(zhì)細(xì)胞iNOS表達(dá)。這些結(jié)果提示低氧誘導(dǎo)皮層神經(jīng)元分泌CRF，通過在星形膠質(zhì)細(xì)胞G-蛋白偶聯(lián)受體CRFR1激活胞內(nèi)第二信使Ca2+，增加AQP4水通透性；低氧使胞