白血病抑制因子降低AMPA受体在肌萎缩侧索硬化转基因G93AG1H小鼠脑干及感觉运动皮质的表达

【摘要】：目的:肌萎缩侧索硬化(ALS)是运动神经元病的一种常见类型,肌萎缩侧索硬化患者及其转基因动物模型在脊髓、脑干、皮质等处的运动神经元存在神经变性改变,但神经元变性的确切机制仍不清楚。在中枢神经系统中,运动神经元的AMPA受体(alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid-kainate receptors)是谷氨酸在突触后膜上的受体,介导快突触传递,在膜上的含量高度可变,与突触的活性有关。AMPA受体过度表达主要为GluR2-缺乏的钙通透受体,引起的神经兴奋性毒性可能是选择性运动神经元变性的原因,与AMPA受体介导的钙内流增加有关,使细胞对兴奋性毒性的敏感性增加。可能的原因之一是出现大量GluR2-缺乏的钙通透AMPA受体,但其详细作用机制尚还不清楚。白血病抑制因子已经被证明具有多重神经保护机制,可以提升neurotrophin-3的表达,促进神经元分化,使损伤的轴突再生。本研究通过检测国际上公认的肌萎缩侧索硬化动物模型-转基因SOD1G93A G1H小鼠模型脑内AMPA受体在不同疾病阶段的改变,进一步明确肌萎缩侧索硬化的发病机制。同时探讨白血病抑制因子(LIF)的另一个神经保护机制,是否能降低 AMPA受体的表达,抑制其神经毒性作用。方法:本实验采用60只起源于B6SJL-TgN(SOD1-G93A),表达突变人类超氧化物歧化酶(SOD)1基因的转基因小鼠,采用放射性配基结合实验分析方法检测AMPA受体在正常对照组,SOD1对照组及LIF治疗组小鼠脑干及感觉运动皮质的表达,用共焦计数系统计数。结果:脑干运动神经元上的AMPA受体立体共焦计数评估:在疾病中期出生后90d阶段,与正常对照组比较,ALS对照组AMPA受体增加了1．68倍,具有统计学意义(P 0．01),而LIF治疗组仅增加了1．16倍,无统计学意义(P0．05),在此阶段LIF治疗组与正常对照组对比,差异无显著性。在疾病晚期出生后120d阶段,与正常对照组对比,ALS对照组AMPA受体增加到3．30倍,P?0．01．而LIF治疗组仅增加到 2．48倍,均具有统计学意义,但在此阶段LIF治疗组与ALS对照组对比,AMPA受体降低到0．75倍,具有显著性差异(P 0．01)。感觉运动皮质运动神经元上的AMPA受体立体共焦计数评估:在疾病中期出生后90d阶段,与正常对照组对比, ALS对照组AMPA受体增加到1．71倍,具有统计学意义(P0．01),而LIF治疗组仅增加到1．18倍,无统计学意义(P 0．05),在此阶段LIF治疗组与正常对照组对比,差异无显著性。在疾病晚期出生后120d阶段,与正常对照组对比,ALS对照组AMPA受体增加到4．95倍,P?0．01,而LIF治疗组仅增加到3．55倍,均具有统计学意义,但在此阶段LIF治疗组与ALS 对照组对比,AMPA受体降低到0．72倍。具有显著性差异(p0．01)。和正常对照组相比,AMPA受体在SOD1对照组小鼠脑干及感觉运动皮层的表达明显增加。LIF治疗组AMPA受体在脑干及感觉运动皮层的表达和SOD1对照组对比明显降低。结论:在疾病的中晚期,SOD1对照组小鼠脑干及感觉运动皮层AMPA受体数目明显增加,与谷氨酸盐介导的运动神经元毒性作用有关。从本实验中我们可以清楚地发现此病的病理顺序,即早在运动神经元死亡之前,AMPA受体就已经受到了影响,并因此引发了一系列神经功能障碍和临床表现。同时进一步明确了肌萎缩侧索硬化的发病机制,为临床对此病的早期治疗提供了理论根据及新的治疗靶点,也明确了LIF神经保护功能的另一个机制-降低AMPA受体的表达,通过影响 AMPA受体来限制钙内流可能是新的ALS治疗方法。