氧化應(yīng)激在免疫介導(dǎo)的脊髓運動神經(jīng)元損傷過程中意義的探討.pdf

1、肌萎縮側(cè)索硬化(amyotrophiclateralsclerosis，ALS)也稱LouGehrig氏病，早在1869年由Charcot首先報道，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種慢性進行性變性疾病，以脊髓、腦干和大腦選擇性的運動神經(jīng)元變性為特征，臨床表現(xiàn)為緩慢起病、進行性發(fā)展的肌肉無力、萎縮。ALS是一種致死性疾病，患者多在首次出現(xiàn)癥狀后的3-5年內(nèi)死于呼吸衰竭。根據(jù)其發(fā)病和遺傳特點可分為家族型肌萎縮側(cè)索硬化(FamilialAmyotrophi

2、cLateralSclerosis，F(xiàn)ALS)和散發(fā)型肌萎縮側(cè)索硬化(SporadicAmyotrophicLateralSclerosis，SALS)，其中FALS不足10％，而SALS則占整體ALS的90％以上。FALS主要是由于編碼Cu/Zn超氧化物歧化酶(SOD1)的基因突變引起，其突變位點在21號染色體長臂Cu/ZnSOD基因內(nèi)，即21q22.1-22.2。SALS目前病因不清，其發(fā)病機制可能主要集中在以下幾個方面：①谷氨酸的

3、興奮毒作用和鈣離子超載；②自由基的毒性作用；③自身免疫機制；④線粒體功能異常；⑤神經(jīng)絲的過度磷酸化；⑥神經(jīng)營養(yǎng)因子缺乏等。 盡管對運動神經(jīng)元變性的機制，有了一些了解。隨著人口社會的老齡化，ALS仍是最嚴(yán)重的致死性疾病之一。美國FDA批準(zhǔn)的唯一用于ALS臨床的藥物—riluzole也只能延緩病程的進展。目前仍無確實有效的治療方法。由于尸體解剖資料為終末期改變，無法對該病的早期干預(yù)進行深入研究，這些都局限了ALS的深入研究。因此實驗

4、模型的建立至關(guān)重要。 目前，ALS的實驗?zāi)Ｐ椭饕性隗w外培養(yǎng)模型和轉(zhuǎn)基因模型上。傳統(tǒng)的運動神經(jīng)元單細胞培養(yǎng)優(yōu)點是干擾因素少，能直觀、動態(tài)地觀察神經(jīng)元的形態(tài)和功能變化以及對藥物的反應(yīng)；其缺點是操作復(fù)雜，技術(shù)要求極高，且細胞存活時間太短，不適合研究像ALS這樣的慢性進行性變性疾病，且純運動神經(jīng)元培養(yǎng)不能模擬體內(nèi)復(fù)雜的生理環(huán)境，不能反應(yīng)神經(jīng)元與膠質(zhì)細胞的相互作用，因此不是研究ALS的理想的實驗?zāi)Ｐ汀?腦片和脊髓片的器官型培養(yǎng)

5、，可以長時間地存活，并可維持相對完整的形態(tài)，保持神經(jīng)元與神經(jīng)元之間以及神經(jīng)元與膠質(zhì)細胞間的突觸聯(lián)系，克服了細胞模型的一些缺點，但畢竟不是在體模型。由于生物體內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性，動物模型具有離體模型無法相比的優(yōu)勢。 轉(zhuǎn)基因動物模型的優(yōu)點在于能夠模擬ALS慢性進展性疾病病程以及一部分病理和生化表現(xiàn)(包涵體形成、神經(jīng)絲的聚集以及運動神經(jīng)元調(diào)亡，自由基增多和谷氨酸水平升高等)，其缺點在于該模型是根據(jù)FALS遺傳特點，即SOD1基因突變制作的

6、，是FALS的動物模型，而不能代表占所有ALS病人80％以上的散發(fā)性ALS，且轉(zhuǎn)基因的實驗技術(shù)要求過高，多數(shù)實驗室不能開展，不利于模型的推廣使用。 許多證據(jù)表明免疫機制參與了ALS的發(fā)病。ALS患者的脊髓前角運動神經(jīng)元和大腦運動皮質(zhì)的錐體細胞有IgG的沉積。ALS患者的脊髓中存在小膠質(zhì)細胞/巨噬細胞等炎癥細胞的浸潤。ALS患者的血清中存在抗神經(jīng)絲、抗FAS、抗電壓依賴性鈣通道抗體。在ALS患者及將ALS患者的血清IgG被動傳輸?shù)?/p>

7、小鼠體內(nèi)均可發(fā)現(xiàn)脊髓運動神經(jīng)元內(nèi)及運動軸索末端運動終板處有超微結(jié)構(gòu)的改變及鈣沉積的增加。將ALS患者的血清IgG被動傳輸給小鼠，可引起小鼠運動神經(jīng)元的變性和凋亡。在體外，ALS患者的血清中純化的IgG可以選擇性地誘導(dǎo)大鼠混合的原代脊髓培養(yǎng)細胞和神經(jīng)母細胞瘤雜交細胞的凋亡。 運動神經(jīng)元的一些特性使其對氧化損害更易感。運動神經(jīng)元體積大，有很長的軸索和復(fù)雜的細胞骨架結(jié)構(gòu)，那些支配下肢遠端的運動神經(jīng)元必需支持更長的軸突，這就需要高水平、

8、高代謝活性的線粒體活性和細胞內(nèi)豐富的對氧化損傷敏感的神經(jīng)絲細胞骨架蛋白。而由于線粒體電子傳遞呼吸鏈?zhǔn)羌毎麅?nèi)產(chǎn)生氧自由基的主要場所，因此運動神經(jīng)元就更易暴露在氧化損傷的環(huán)境中。這些變化可以造成繼發(fā)的運動神經(jīng)元對離子型谷氨酸受體所介導(dǎo)的興奮毒性更易感。正常水平的谷氨酸刺激即可產(chǎn)生興奮毒性，而且運動神經(jīng)元的AMPA受體的亞單位GluR2低表達，因此AMPA受體對Ca2+有更高的通透性，對谷氨酸興奮毒性的刺激更有易感性。谷氨酸轉(zhuǎn)運體EAAT2表