海马神经元Kv7通道的活动依赖性转运机制及其在急性应激所致记忆损伤中的作用研究

发布时间：2017-11-08 19:31

  本文关键词：海马神经元Kv7通道的活动依赖性转运机制及其在急性应激所致记忆损伤中的作用研究

  更多相关文章： 谷氨酸 Kv7通道 细胞膜表面表达 NMDA和AMPA受体 兴奋性 PKC 急性应激 Kv7通道 氟毗汀 空间记忆 长时程增强(LTP)

【摘要】：第一部分：海马神经元Kv7通道活动依赖性转运及机制研究 目的：研究海马神经元Kv7通道活动依赖性的转运及其机制。方法：原代海马神经元(E18)体外培养第11-14天进行药物处理,水迷宫空间学习训练模拟海马细胞兴奋模型。Western blot方法检测Kv7.2和Kv7.3总蛋白与细胞质膜蛋白的变化情况,全细胞膜片钳技术记录M电流变化情况,细胞免疫荧光技术观察Kv7通道亚基蛋白在细胞上的分布变化情况。结果：(1)谷氨酸(10μM,10min)诱导海马神经元兴奋后Kv7.2和Kv7.3总蛋白的表达没有变化,但是细胞质膜上的Kv7.2和Kv7.3表达水平以及M电流的幅度均降低,并且细胞质膜上的Kv7.2和Kv7.3在谷氨酸兴奋神经元4h后恢复到正常水平；(2)NMDA(20μM,10min)和AMPA (100μM,15min)诱导海马神经元兴奋后,细胞质膜上的Kv7.2、Kv7.3蛋白水平和M电流的幅度均降低,NMDA受体拮抗剂D,L-APV (100μM,15min)和AMPA-KA受体拮抗剂CNQX (100μM,15min)可阻断谷氨酸介导细胞膜表面Kv7通道的表达下调和M电流幅度降低；(3)胞外钙离子螯合剂EGTA (5mM,15min)、胞内钙离子螯合剂BAPTA-AM (10μM,20min)、电压依赖性钙离子通道阻断剂CdCl2(200μM,15min)和L-型钙离子通道阻断剂(nifedipine;10μM,15min)均可抑制谷氨酸介导的细胞膜表面Kv7通道的表达下调和M电流幅度降低：(4)PKA激动剂forskolin(10^iM,20min)和PKC激动剂PMA (1μM,30min)对Kv7.2和Kv7.3总蛋白表达没有影响,但是激活PKC可导致细胞质膜上Kv7.2和Kv7.3水平降低,并且PKC拮抗剂BIS I (1μM,30min)可抑谷氨酸介导的细胞膜表面Kv7通道的表达下调和M电流幅度降低：(5)激活突触NMDA受体诱导的化学性LTP伴随着细胞膜表面Kv7.2和Kv7.3水平降低的现象；(6)海马依赖性学习训练模型大鼠海马中细胞膜表面Kv7.2和Kv7.3蛋白水平明显下调。结论：离子型谷氨酸受体介导海马神经元Kv7通道活动依赖性转运,钙离子和PKC的激活参与了此转运过程,此信号通道可能是调节海马神经元兴奋性和突触可塑性重要的分子机制。 第二部分：Kv7通道在急性应激所致记忆损伤中的作用研究 目的：研究Kv7通道在急性应激所致记忆损伤中的作用。方法：SD雄性大鼠随机分为：正常组(0.9%生理盐水),溶剂组(0.3%DMSO),正常给药组(5mg/kg flupirtine,8mg/kg retigabine),模型组,模型+溶剂组(0.3%DMSO),模型+激动剂给药组(5mg/kg flupirtine,8mg/kg retigabine),模型+激动剂+拮抗剂给药组(5mg/kg flupirtine+0.3mg/kg XE-991)。将大鼠放置在位于明亮空间中央的一个不稳定高台上持续30min制作高台恐惧急性应激模型。Western blotting方法检测蛋白表达,水迷宫实验检测动物的空间记忆能力,在体场电位方法记录海马CA1区兴奋性突触后电位(fEPSP)。结果：(1)急性应激大鼠海马中Kv7.2和Kv7.3表达水平明显下调;(2)急性应激损伤大鼠的空间记忆和海马LTP；(3)Kv7通道激动剂-氟吡汀(flupirtine,5mg/kg)或瑞替加滨(8mg/kg)能够有效减轻急性应激所致的空间记忆障碍和海马LTP受损,并且flupirtine的保护作用能够被Kv7通道特异性阻断剂XE-991(0.3mg/kg)阻断;(4)急性应激大鼠海马中p-Ser9-GSK-3β表达明显降低；(5) flupirtine (5mg/kg)或retigabine (8mg/kg)能够逆转急性应激所致的p-Ser9-GSK-3β表达降低,XE-991(0.3mg/kg)能够拮抗flupirtine (5mg/kg)的作用；(6)急性应激大鼠海马中β-catenin水平明显下调,flupirtine (5mg/kg)或retigabine (8mg/kg)能够抑制急性应激所致的β-catenin水平下降,XE-991(0.3mg/kg)能够拮抗flupirtine (5mg/kg)的作用；结论：急性应激损伤导致海马神经元Kv7通道蛋白表达降低,Kv7通道激活剂flupirtine和retigabine能够改善急性应激所致的空间记忆障碍和海马LTP受损,此作用可能与调控GSK-3β/β-catenin信号通路有关,Kv7通道可能是保护急性应激所致海马功能损伤的潜在作用靶点。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749

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本文编号：1158549