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《南京医科大学》 2010年
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K-ATP通道与帕金森病的相关性研究

钱霞  
【摘要】: ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium channel,K-ATP通道)是一类偶联细胞代谢和电活动、非电压依赖性的特殊钾离子通道。K-ATP通道由调节亚基磺酰脲类受体(sulfonylureas,SUR)和通道形成亚基内向整流钾通道(inwardly rectified potassium channel,Kir)按4∶4比例组成的异源性八聚体(SUR/Kir6.X),其开闭由细胞的代谢状态即ATP/ADP的水平所决定。K-ATP广泛表达于中枢神经系统,但其亚基组成不尽相同,在中脑和VTA区的多巴胺(Dopamine,DA)能神经元主要表达Kir6.2亚基,而在星形胶质细胞和小胶质细胞则主要表达Kir6.1亚基,本实验室发现神经干细胞表达Kir6.1亚基。近年来,包括本实验室在内的研究表明K-ATP通道不仅在急性缺血缺氧、代谢抑制等病理因素导致的细胞损伤中发挥重要的作用,而且与帕金森病(Parkinson’sdisease,PD)的发生、发展密切相关。 PD是一类由于黑质致密部DA能神经元的渐进性丢失导致的以运动障碍为特征的进行性神经退行性疾病。PD发病率逐年增加,预计在未来的25年内,在包括中国在内的10个人口最稠密的国家罹患PD的人数将至少翻一番。针对导致DA能神经元缺失的病理机制,尽管已提出兴奋性毒性、线粒体功能障碍、氧化应激和炎症等诸多假说,但是,根据这些假说而研发的NMDA受体拮抗剂、抗氧化剂及凋亡抑制剂等大多仅在实验研究中显现显著神经保护作用,而在临床研究中均未获得理想的神经保护效果。因此,深入研究、探索PD的病因学,对于研发新型治疗药物和临床治疗学的突破具有重要意义。 本实验室的前期研究发现,K-ATP通道开放剂(K-ATP channel openers,KCOs)在6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)、鱼藤酮、1-甲基-4-苯基吡啶离子(1-methyl-4-phenylpyridinium,MPP+)导致的多种PD动物模型中发挥显著的神经保护作用,其机制涉及抗兴奋性毒性、抗凋亡、抑制神经炎症和保护线粒体功能等。然而,本实验室近期应用Kir6.2敲除鼠的研究却发现:Kir6.2敲除或Kir6.1/Kir6.2混合型开放剂均能取消1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydoyndine,MPTP)联合丙磺舒(probenecid)所致PD模型(MPTP/p PD模型)小鼠黑质DA能神经元的损伤作用,该发现不仅有悖于开放Kir6.2构成的K-ATP通道可发挥保护作用的传统观点,也提示表达于胶质细胞和神经干细胞上Kir6.1构成的K-ATP通道在MPTP诱导的DA能神经元损伤中发挥了重要的调节作用。近年认识到胶质细胞,尤其是星形胶质细胞在维持神经电活动正常环境、调节神经递质代谢、保护神经元及促神经再生和修复过程中均发挥重要的作用。本实验室的前期研究发现,开放星形胶质细胞上K-ATP通道可以通过抑制线粒体凋亡通路以及MAPK信号通路保护MPP+诱导的星形胶质细胞的损伤;开放小胶质细胞上的K-ATP通道,可抑制鱼藤酮所致PD模型鼠小胶质细胞的活化,从而保护中脑多巴胺能神经元。但是,表达于胶质细胞的K-ATP通道是否参与调节MPTP/p PD模型小鼠的DA能神经元损伤及其机制,目前尚未见报道。 本文工作第一部分应用Kir6.2野生型(wild-type,Kir6.2+/+)和敲除型(Kir6.2knockout,Kir6.2-/-)小鼠,建立MPTP/p PD小鼠模型,在前期研究的基础上进一步阐明胶质细胞以及神经干细胞上K-ATP通道对PD的调节作用;第二部分离体培养Kir6.2+/+及Kir6.2-/-原代中脑神经元以及星形胶质细胞,并建立神经元与星形胶质细胞共培养体系,研究、阐明K-ATP通道对星形胶质细胞功能的调节;第三部分建立Kir6.2+/+及Kir6.2-/-小鼠慢性温和刺激(chronic mild stress,CMS)模型,研究K-ATP通道对成年鼠脑内神经再生的调节作用;第四部分应用蛋白质组学技术研究Kir6.2+/+及Kir6.2-/-小鼠中脑组织、中脑神经元以及星形胶质细胞基础状态以及在PD模型中相关蛋白表达的改变,在蛋白水平阐明K-ATP通道调节PD发生与发展的机制。 第一部分K-ATP通道在MPTP/p PD模型小鼠神经损伤中的作用 目的:应用Kir6.2敲除小鼠,研究、阐明K-ATP通道对MPTP/p PD模型小鼠神经损伤的调节作用及机制。 方法:应用MPTP皮下注射,继而丙磺舒腹腔注射(MPTP 20 mg·kg-1,s.c.,丙磺舒250 mg·kg-1,i.p.,一周2次,连续5周)建立MPTP/p PD小鼠模型。IPT(10 mg·kg-1·day-1,p.o.)在MPTP首次给药前1h开始灌胃,连续给药6周。此外,应用MPTP皮下注射,继而丙磺舒腹腔注射单次给药模式建立MPTP急性损伤模型。埃他卡林(Iptakalim,IPT)(10 mg·kg-1·day-1,p.o.)在MPTP给药前1 h灌胃,连续给药3天。应用酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)免疫组织化学结合体视学计数、ImageJ软件分析黑质致密部(substantia nigra parscompacta,SNpc)DA能神经元及纹状体DA投射纤维的损伤,同时检测黑质(substantia nigra,SN)区星形胶质细胞的活化(glial fibrillary acidic protein,GFAP染色)、小胶质细胞的活化(ionized calcium binding adaptor molecule1,Iba1染色)以及室管膜下层(subventricular zone,SVZ)和颗粒细胞下层(subgranularzone,SGZ)神经再生的变化(5-bromo-2-deoxyuridine,BrdU免疫组化);免疫双标观察SN区神经元和星形胶质细胞D-丝氨酸(D-Serine,D-Ser)及其合成酶丝氨酸消旋酶(serine racemase,SR)的表达水平;Western-blotting法检测SN区缝隙连接蛋白Connexin 43(Cx43)表达的变化;ELISA法检测SN中TNF-α蛋白水平的变化。 结果:1)MPTP慢性给药后,Kir6.2+/+小鼠SNpc DA能神经元数量仅为正常对照的49%,同时伴有纹状体DA能纤维投射的缺失。Kir6.2-/-小鼠未出现SNpc DA能神经元数量的减少,尽管Kir6.2-/-小鼠纹状体也存在着TH阳性纤维投射的丧失,但是其程度较Kir6.2+/+小鼠轻。IPT能改善MPTP慢性给药造成的Kir6.2+/+小鼠SNpc DA能神经元的数量减少和纹状体DA能神经纤维投射的丧失。MPTP单次给药显著降低Kir6.2-/-小鼠SNpc TH阳性细胞数,并且导致纹状体TH阳性纤维密度显著减少。IPT显著改善MPTP单次给药对Kir6.2-/-小鼠SNpcTH神经元的损伤,并且可以减轻纹状体TH阳性纤维投射的损伤。2)MPTP慢性给药引起Kir6.2+/+小鼠SN星形胶质细胞和小胶质细胞显著增殖活化,并且黑质区主要表达于星形胶质细胞上的Cx43以及主要由小胶质细胞释放的TNF-α也出现显著的增加;SVZ和SGZ区神经干细胞数量显著减少。而Kir6.2-/-小鼠未出现SN星形胶质细胞和小胶质细胞的活化以及SVZ和SGZ区神经干细胞数量的减少。IPT能显著抑制MPTP导致的Kir6.2+/+小鼠SN星形胶质细胞和小胶质细胞的活化以及SVZ和SGZ区神经干细胞数量的减少。3)免疫双标显示MPTP慢性给药诱导Kir6.2+/+小鼠黑质星形胶质细胞D-Ser和SR表达增加,不影响TH神经元D-Ser和SR的表达。IPT显著抑制MPTP慢性给药导致的Kir6.2+/+小鼠黑质星形胶质细胞D-Ser和SR表达增加。 结论: 1、应用Kir6.2敲除小鼠的研究证实K-ATP通道与PD的发生发展密切相关,获得了K-ATP通道与PD相关性的直接证据。 2、开放Kir6.1构成的K-ATP通道可通过调节胶质细胞功能,抑制其活化,促进神经再生与修复,发挥神经保护作用。 第二部分K-ATP通道对星形胶质细胞功能的调节:神经-胶质细胞共培养研究 目的:应用Kir6.2敲除小鼠,研究、阐明K-ATP通道对离体PD模型中星形胶质细胞功能的调节及机制。 方法:分离、培养Kir6.2+/+及Kir6.2-/-小鼠中脑神经元以及星形胶质细胞。给予三种不同亚基敏感性的KATP通道开放剂及MPP+药物处理,通过TH免疫细胞化学染色,研究K-ATP通道对MPP+诱导的原代培养中脑神经元尤其是DA能神经元损伤作用的调节。MTT法观察MPP+对星形胶质细胞活力的影响。应用RT-PCR及Western-blotting法观察星形胶质细胞Kir6.2的表达以及MPP+对Kir6.2+/+、Kir6.2-/-星形胶质细胞Kir6.1表达的影响。Western-blotting法观察MPP+对Kir6.2+/+、Kir6.2-/-星形胶质细胞神经营养因子表达的影响。免疫双标检测星形胶质细胞D-Ser及其合成酶SR的表达。建立神经元-星形胶质细胞共培养体系,TH免疫组化以及免疫双标观察星形胶质细胞对MPP+诱导的中脑DA能神经元损伤的影响以及星形胶质细胞D-Ser和SR的表达。 结果:1)MPP+呈浓度依赖性地损伤原代培养的Kir6.2+/+、Kir6.2-/-中脑DA能神经元,但对Kir6.2+/+神经元的损伤作用较Kir6.2-/-神经元显著;吡那地尔(pinacidil,Pin)和二氮嗪(diazoxide,Dia)预处理减轻MPP+对Kir6.2+/+神经元的损伤作用,而克罗卡林(cromakalim,Cro)则无此效应;三种KCOs均不能减轻MPP+对Kir6.2-/-中脑DA能神经元的损伤。2)Kir6.2+/+、Kir6.2-/-星形胶质细胞与Kir6.2+/+、Kir6.2-/-中脑神经元共培养后,Kir6.2-/-星形胶质细胞的存在可减轻MPP+对Kir6.2+/+、Kir6.2-/-中脑DA能神经元的损伤。3)星形胶质细胞与神经元混合培养后,MPP+诱导Kir6.2+/+星形胶质细胞活化、D-Ser和SR表达增加,Kir6.2敲除抑制混合培养中MPP+诱导的星形胶质细胞的活化,减少D-Ser和SR的表达,保护神经元。4)MPP+(50μM)作用48可降低Kir6.2+/+星形胶质细胞的活力,对Kir6.2-/-星形胶质细胞的活力无显著影响;MPP+(10,50μM)作用72h可降低Kir6.2+/+、Kir6.2-/-星形胶质细胞的活力,对Kir6.2+/+星形胶质细胞的损伤作用较Kir6.2-/-严重。5)中脑星形胶质细胞表达Kir6.2亚基;Kir6.2敲除后,星形胶质细胞Kir6.1的表达降低;MPP+作用48h诱导Kir6.2敲除星形胶质细胞Kir6.1表达增加。6)Kir6.2基因缺失后,中脑星形胶质细胞神经营养因子FGF2(Fibroblast growth factor-2)、BDNF(Brain-derived neurotrophic factor)表达增加;MPP+(10μM)作用48h可诱导Kir6.2-/-星形胶质细胞BDNF表达增加,但不影响Kir6.2+/+星形胶质细胞FGF2和BDNF的表达。 结论: 1、星形胶质细胞参与了Kir6.2敲除后对MPP+诱导的中脑多巴胺能神经元损伤的保护作用。 2、上调并开放星形胶质细胞上Kir6.1构成的K-ATP通道可通过促进营养因子的表达,维持正常的胶质传递,减轻兴奋性毒性损伤,发挥对神经元的保护作用。 第三部分K-ATP通道对成年小鼠脑神经再生的调节 目的:建立CMS模型,研究、阐明K-ATP通道对神经再生的调节作用及机制。 方法:建立Kir6.2+/+及Kir6.2-/-小鼠CMS模型,连续4周给予氟西汀(Fluoxetine,Flx)(10 mg·kg-1·day-1,i.p.)或IPT(10 mg·kg-1·day-1,i.p.)。通过糖水偏爱、悬尾实验等行为学研究Flx以及IPT对动物抑郁样症状的改善情况。腹腔注射BrdU(50 mg/kg,每两小时一次,共四次)24小时及28天后分批处死小鼠,灌注、取脑,行NeuN、GFAP、BrdU免疫组化/免疫荧光双重标记,通过计数海马CA3区NeuN以及SGZ区BrdU阳性细胞数,NeuN/BrdU、GFAP/BrdU阳性细胞数测定海马CA3神经元的数量、海马神经干细胞增殖、存活及分化。取新鲜脑组织,匀浆后分别测定海马BDNF的含量,Kir6.2、Kir6.1的表达,Akt、GSK3β、ERK1/2、JNK1/2、p38、CREB磷酸化水平及5-HT水平,取躯干血测定血浆皮质酮水平。分离培养成年Kir6.2+/+及Kir6.2-/- C57BL/6J雄性小鼠海马及侧脑室神经干细胞,应用RT-PCR、Western blotting法检测原代培养的成年C57BL/6J小鼠神经干细胞上K-ATP通道的表达;[3H]-脱氧胸腺嘧啶摄取实验检测IPT对原代培养的成年鼠神经干细胞增殖的影响。 结果:1)悬尾实验及强迫游泳实验结果显示,Kir6.2敲除鼠具有抗抑郁样行为;CMS造模对Kir6.2-/-小鼠行为学影响较Kir6.2+/+小鼠显著,IPT及Flx对Kir6.2-/-小鼠治疗作用弱于Kir6.2+/+小鼠。CMS造模及IPT,Flx药物治疗对Kir6.2+/+小鼠海马CA3区神经元数量无显著影响;CMS造模显著减少Kir6.2-/-小鼠海马CA区神经元数量;4周IPT及Flx治疗能阻断CMS对Kir6.2-/-小鼠海马CA3神经元的损伤。2)正常情况下,两种基因型小鼠SGZ区神经再生无显著差异;CMS造模能显著减少两种基因型小鼠海马SGZ区BrdU标记阳性细胞数;4周IPT与Flx药物治疗均能逆转CMS对两种基因型小鼠SGZ区神经再生的抑制。CMS造模及IPT,Flx药物治疗对两种基因型小鼠BrdU阳性细胞的分化均无显著影响。3)Kir6.2-/-小鼠基础状态下海马BDNF含量显著低于Kir6.2+/+小鼠;CMS造模后两种基因型小鼠海马BDNF水平均显著降低,4周IPT及Flx治疗后均能逆转两种基因型小鼠海马BDNF水平的降低。CMS造模后,Kir6.2+/+小鼠海马中Kir6.2亚基表达上调;4周IPT及Flx治疗后未逆转CMS所致的海马Kir6.2亚基的上调。CMS造模后两种小鼠海马Kir6.1表达均上调;4周IPT及Flx治疗后不改变CMS所致海马Kir6.1表达的上调。4)CMS造模不影响海马中Akt的磷酸化水平,抑制两种基因型小鼠海马GSK3β、ERK1/2以及CREB的磷酸化,对Kir6.2+/+小鼠海马JNK1/2的磷酸化无显著影响,但能显著促进Kir6.2-/-小鼠海马JNK1/2的磷酸化,对两种基因型小鼠海马p38磷酸化水平无显著影响。4周IPT及Flx治疗后能逆转CMS造模所致两种基因型小鼠海马GSK3β、ERK1/2磷酸化的抑制;逆转CMS对Kir6.2+/+小鼠海马CREB磷酸化的抑制;Flx能逆转CMS对Kir6.2-/-小鼠CREB磷酸化水平的抑制,IPT能增加Kir6.2-/-小鼠海马CREB磷酸化水平;4周IPT及Flx治疗不影响Kir6.2+/+小鼠海马JNK1/2磷酸化,能逆转CMS所致Kir6.2-/-小鼠海马JNK1/2磷酸化水平的升高;显著降低两种基因型小鼠海马p38磷酸化水平。5)CMS造模使两种基因型小鼠海马5-HT水平降低,对其代谢产物5-HIAA水平无显著影响;4周IPT给药能逆转CMS造模所致两种基因型小鼠海马5-HT水平的降低,对其代谢产物5-HIAA水平无显著影响;4周Flx给药不改变CMS造模所致海马5-HT水平的降低,显著降低海马5-HIAA的水平。CMS造模能显著升高两种基因型小鼠血浆皮质酮水 平;4周IPT治疗后能逆转CMS造模引起的Kir6.2+/+小鼠血浆皮质酮水平,Flx显著降低CMS造模引起的Kir6.2+/+小鼠血浆皮质酮水平;IPT与Flx均不能显著抑制CMS造模所致的Kir6.2-/-小鼠血浆皮质酮水平的升高。6)原代培养的C57BL/6J小鼠神经干细胞表达Kir6.1、SUR1亚基组成的K-ATP通道,而不表达Kir6.2、SUR2亚基。IPT(1μM)可显著增强两种基因型小鼠海马神经干细胞的增殖。 结论: 1、原代培养的成年小鼠神经干细胞表达Kir6.1和SUR1亚基构成的K-ATP通道,其参与调节神经干细胞的增殖。 2、IPT通过开放Kir6.1亚基构成的K-ATP通道促进神经再生,其作用机制与活化ERK-CREB信号通路、促进BDNF的产生相关。 3、Kir6.2亚基构成的K-ATP通道在CMS过程中发挥对CA3区神经元的保护作用。 第四部分K-ATP通道与PD的相关性:蛋白质组学研究 目的:应用整体与离体蛋白质组学,研究、阐明K-ATP通道对帕金森病的调节作用及机制。 方法:应用Kir6.2+/+、Kir6.2-/- C57BL/6J小鼠,MPTP皮下注射,继而丙磺舒腹腔注射(MPTP 20 mg·kg-1,s.c.,丙磺舒250 mg·kg-1,i.p.,一周2次,连续5周)建立MPTP/p PD小鼠模型。最后一次给药后7 d时,断头处死小鼠,迅速取出大脑,预冷超纯水洗去血渍,在冰面上分离中脑,-70°C保存备用。部分小鼠灌注、取脑,行黑质区TH免疫组化。分离、培养Kir6.2+/+、Kir6.2-/- C57BL/6J小鼠中脑神经元以及星形胶质细胞。MPP+孵育48 h后,D-hank’s漂洗,经胰酶消化后,1500 rpm离心5 min,收集于5 ml EP管中。在冰浴条件下,向小鼠中脑样品或神经元样品加入裂解液,超声2 min,4°C冰箱作用1 h,4°C 40000 g离心1 h,吸取上清液,分装-70°C保存备用。Bradford比色法检测蛋白浓度。取180μg蛋白/样品,行双向电泳与图像分析,选取差异2倍及以上的蛋白点,经胰蛋白酶消化,行MALDI-TOF质谱分析,Mascot软件(http://www.matrixscience.com)检索Swiss-Prot数据库(http://www.expasy.org)鉴定蛋白质。 结果:1)基础状态下,Kir6.2敲除导致小鼠中脑39个蛋白表达发生显著变化,其中NADH-ubiquinone oxidoreductase 75 kDa subunit、ATP synthase subunitbeta蛋白在Kir6.2-/-小鼠表达显著上调,而Serotransferrin蛋白表达则显著下调;MPTP慢性造模引起Kir6.2+/+小鼠23个蛋白表达发生显著变化,Fascin、Heatshock 70 kDa protein 4等多个蛋白表达下调,而Aldehyde dehydrogenase等蛋白表达显著上调;MPTP慢性造模引起Kir6.2-/-小鼠23个蛋白表达发生显著变化,NADH dehydrogenase flavoprotein 1、Isoform 1 of 4-aminobutyrateaminotransferase、Glutathione synthetase等蛋白表达显著下调,而Aldose reductase等蛋白表达则显著上调。2)基础状态下,Kir6.2敲除导致小鼠中脑神经元20个蛋白表达发生显著变化,其中Isoform 3 of Septin-11、Proteasome subunit betatype-3等与细胞传递、蛋白降解相关的蛋白表达则显著下调,而Tubulin beta-5chain、Collapsin response mediator protein 4A、Dihydropyrimidinase-related protein2、78 kDa glucose-regulated protein和Elongation factor 2等分别与细胞骨架、突触发育、应激分子伴侣、蛋白合成等功能相关的蛋白在Kir6.2-/-小鼠中脑神经元表达显著上调;MPP+处理引起Kir6.2+/+中脑神经元48个蛋白表达发生显著变化,Vimentin、Heat shock cognate 71 kDa protein等多个蛋白表达下调,而Tubulinbeta-3 chain、78 kDa glucose-regulated protein、Enolase等蛋白表达显著上调;MPP+处理引起Kir6.2-/-小鼠中脑神经元44个蛋白表达发生显著变化,Alpha-enolase、Vinculin、Heat shock cognate 71 kDa protein等蛋白表达则显著下调,而Tubulin alpha-1A chain、Protein disulfide-isomerase A3、centromere proteinF等蛋白表达显著上调。3)基础状态下,Kir6.2敲除导致小鼠中脑星形胶质细胞30个蛋白表达发生显著变化,其中Isoform 3 of Glial fibrillary acidic protein、Nuclear pore complex protein Nup93、Peroxiredoxin-4、Heat shock protein HSP90-beta和Zinc finger protein 497等分别与细胞骨架、细胞运输、抗氧化、应激分子伴侣、蛋白合成等功能相关的蛋白在Kir6.2-/-小鼠中脑星形胶质细胞表达显著上调,而Tubulin alpha-1A chain、Phosphoglycerate kinase 1等与细胞骨架、能量代谢相关的蛋白表达则显著下调;MPP+处理引起Kir6.2+/+中脑星形胶质细胞44个蛋白表达发生显著变化,Isoform 3 of Glial fibrillary acidic protein、ATPsynthase subunit beta、HSPA5 protein、26S proteasome non-ATPase regulatorysubunit 14等多个蛋白表达下调,而Vimentin、Transaldolase等蛋白表达显著上调;MPP+处理引起Kir6.2-/-小鼠中脑星形胶质细胞44个蛋白表达发生显著变化,Tubulin、Thioredoxin-like protein 1、Heat shock 70kDa protein 8 isoform 2 variant(Fragment)等蛋白表达则显著下调,而Actin、Glutamate dehydrogenase 1,mitochondrial precursor、Protein DJ-1、Vascular endothelial growth factor C precursor等蛋白表达显著上调。 结论: 1、Kir6.2敲除导致小鼠中脑能量代谢、应激分子伴侣、细胞骨架、蛋白转录等多种蛋白的表达发生改变,提示K-ATP通道可通过调节能量代谢、细胞应激、细胞骨架、蛋白转录和降解等过程参与PD的发生与发展过程。 2、Kir6.2敲除可通过维持细胞骨架、神经元突触功能及线粒体功能抵抗神经毒素MPTP或MPP+导致的神经损伤。 综上所述,本文工作的主要创新之处在于: 1、K-ATP通道与PD的发生与发展密切相关揭示Kir6.2基因缺失以及K-ATP通道开放剂在MPTP/p慢性PD模型中发挥相似的神经保护作用,其机制与抑制星形胶质细胞活化,减少D-Ser和SR的表达,抑制神经炎性反应,逆转MPTP诱导的神经再生的抑制相关,为深化对PD发生发展认识积累了重要的学术基础,也为PD临床治疗学的突破提供了新的思路。 2、K-ATP通道调节离体PD模型中星形胶质细胞的功能Kir6.2基因缺失能抑制MPP+对TH神经元的损伤,Kir6.2基因缺失的星形胶质细胞与神经元共培养可进一步减轻MPP+对TH神经元的损伤,其机制与Kir6.2敲除后,促进星形胶质细胞基础状态以及MPP+应激时营养因子表达,抑制MPP+诱导的星形胶质细胞活力降低、D-Ser和SR表达增加,促进MPP+应激时星形胶质细胞Kir6.1表达相关。研究结果为PD的治疗提供了新的思路,也为研发靶向于K-ATP通道的治疗PD的保护剂提供了新的靶标。 3、K-ATP通道调节成年小鼠脑神经再生发现神经干细胞表达Kir6.1和SUR1亚基构成的K-ATP通道。应用Kir6.2敲除小鼠建立CMS模型,发现Kir6.2在CMS过程中发挥对CA3区神经元损伤的保护作用;K-ATP通道开放剂IPT通过作用于Kir6.1亚基组成的K-ATP通道促进神经再生,其机制与激活ERK-CREB信号通路相关。研究结果为发展靶向于调制神经再生的药物和神经干细胞移植用于PD的临床治疗提供了理论依据。 4、K-ATP通道调节PD模型小鼠脑内蛋白的表达发现Kir6.2敲除引起小鼠中脑与能量代谢、应激分子伴侣、细胞骨架、蛋白转录和降解等功能相关的多种蛋白的表达发生改变。Kir6.2敲除增强中脑神经元蛋白合成以及维持细胞骨架和突触完整性的功能,减轻MPP+对中脑神经元细胞骨架的损伤。Kir6.2敲除增强中脑星形胶质细胞抵抗氧化应激、降解错误折叠蛋白、合成蛋白、激活转录的功能,减轻MPP+对中脑星形胶质细胞线粒体功能的损伤。研究结果从蛋白水平进一步证实K-ATP通道与PD相关,拓展了对K-ATP通道调节PD发生与发展的分子机制的认识。
【学位授予单位】:南京医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R742.5

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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孔辉;水通道蛋白4对成年CD1小鼠脑内神经再生的调节作用[D];南京医科大学;2009年
2 张霁;电针“百会透前顶”穴区对帕金森病小鼠干预性的基础实验研究[D];黑龙江中医药大学;2010年
3 王晓滨;坤宁安对围绝经期慢性应激抑郁大鼠行为的影响及作用机制研究[D];黑龙江中医药大学;2010年
4 渠文生;小胶质细胞EGFR通路调控对脊髓损伤与修复的影响及机制研究[D];华中科技大学;2011年
5 王艳萍;阿司匹林诱生型脂氧素A_4对脂多糖诱导小胶质细胞炎症反应的影响[D];华中科技大学;2011年
6 肖海兵;丙炔苯丙胺对MPP~+诱导的帕金森病PC12细胞模型的保护机制研究[D];华中科技大学;2011年
7 方鑫;神经炎症在帕金森病发病机制中的作用[D];华中科技大学;2011年
8 王芳;阿司匹林对脂多糖诱导帕金森病模型多巴胺能神经元保护作用及其机制的实验研究[D];华中科技大学;2011年
9 鲁明;气体信号分子硫化氢对帕金森病模型鼠的神经保护作用及其机制[D];南京医科大学;2011年
10 温洪波;我国七城市帕金森病的临床特征、药物治疗及运动和非运动并发症调查研究[D];北京协和医学院;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢娟;开放Kir6.2-K_ATP通道对MPP~+所致中脑神经元损伤的保护作用及其机制研究[D];南京医科大学;2009年
2 郝纯澍;Aquaporin-4基因敲除对脑中CYP2E1表达及功能的影响[D];南京医科大学;2010年
3 卢海燕;BDNF基因RNA干扰在帕金森氏病发病机制中的作用观察[D];南京医科大学;2010年
4 吴薇;D-半乳糖致小鼠脑衰老早期阶段星形胶质细胞的活化及其作用机制[D];南京医科大学;2010年
5 桑倩;慢性应激对大鼠空间学习记忆影响机制的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 李慧;肝郁血瘀型宫环出血病病症结合大鼠模型的建立及研究[D];湖南中医药大学;2010年
7 柳浦青;选择性激活星形胶质细胞对神经元树突丝运动的影响[D];浙江大学;2011年
8 罗慧琼;银杏内酯对帕金森病小鼠中脑D-Glu含量的影响[D];桂林医学院;2010年
9 郭才华;亚洲人线粒体DNA单倍型与帕金森病的相关性以及单个线粒体DNA突变热点的研究[D];广西医科大学;2011年
10 王玉其;枳菊解郁汤对抑郁模型小鼠行为学的影响及其机制[D];曲阜师范大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊加祥,白云,宋敏,许雪青,王艳艳,杨晓亚;星形胶质细胞抑制T细胞增殖及机制探讨[J];第三军医大学学报;2005年20期
2 江华;胡文婷;陈静;罗长缨;王坚敏;周敏;叶启东;汤燕静;罗成娟;;异基因造血干细胞移植治疗儿童慢性粒细胞性白血病的疗效分析[J];中国当代儿科杂志;2013年01期
3 孙秀宁;史立宏;梁瑞文;刘志军;李瑞芳;管英俊;于丽;管志玉;;RCMV感染星形胶质细胞对神经干细胞分化的影响[J];中国细胞生物学学报;2012年07期
4 王东;张建军;马景鑑;;神经干细胞NgR基因沉默立体定向移植治疗大鼠脑损伤[J];中国组织工程研究与临床康复;2010年14期
5 李慧;顾健;林传明;马莉;沈连军;吴蔚;汪中强;;脐带间充质干细胞对CIA大鼠炎症因子的干预[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年36期
6 车鹏;田建英;;α7烟碱型乙酰胆碱受体相关疾病及其研究进展[J];宁夏医科大学学报;2010年02期
7 王莹;管业秋;李文媛;吕文召;丁利;;神经干细胞移植对脑缺血再灌注损伤大鼠CXC趋化因子1和2及其趋化因子受体2表达的影响[J];新乡医学院学报;2012年01期
8 高宇;迟鲁梅;毛颖;南光贤;;自体骨髓间充质干细胞移植治疗脑梗死8例[J];中国老年学杂志;2011年13期
9 赵书鹤;汤永红;周琼;;人骨髓间充质干细胞的体外培养及睫状神经节神经营养因子诱导其向神经元样细胞分化的研究[J];中国神经免疫学和神经病学杂志;2008年03期
10 杨万章;吴芳;张敏;杨佳勇;梁豪文;盛佑祥;胡祥;赵宁;杨志刚;唐映;;脐血源神经干细胞移植治疗神经系统疾病临床总结和分析[J];中西医结合心脑血管病杂志;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 范益;水通道蛋白4对中枢神经传导的影响及其与帕金森病的相关性研究[D];南京医科大学;2007年
2 张姝;K-ATP通道开放剂埃他卡林的神经保护作用及其机制研究[D];南京医科大学;2007年
3 周芳;K-ATP通道调制神经炎性和成年鼠脑神经再生的研究[D];南京医科大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周浩;陈清;孔丹莉;郭江;王茜;俞守义;;白藜芦醇对星形胶质细胞ATP释放的影响[J];热带医学杂志;2009年03期
2 徐俊卿,朱敏,陈良为;星形胶质细胞和神经生长因子对新生大鼠脑内P物质受体阳性神经元存活与突起生长的影响──体外培养研究[J];神经解剖学杂志;1998年04期
3 张月华,单魏松,梁英武,张国荣,吴希如;惊厥对癫痫易感大鼠星形胶质细胞基因表达的影响[J];中华医学杂志;1998年05期
4 罗正茂,林沁,张训,侯凡凡;缺血性急性肾衰肾小管上皮细胞微丝的改变及其机制[J];第一军医大学学报;1999年06期
5 黄其林,蔡文琴,张可成;星形胶质细胞对损伤反应的体外实验研究[J];第三军医大学学报;2001年03期
6 赵珠峰,刘庆莹,朱长庚;马桑内酯对培养的大鼠海马星形胶质细胞的激活[J];中国组织化学与细胞化学杂志;2001年04期
7 熊加祥,黎海蒂,李希成;吗啡对大鼠海马星形胶质细胞[Ca~(2+)]i的影响[J];第三军医大学学报;2003年03期
8 张建民,王红,黄澜,朱华,高虹,刘亚莉,秦川,何维;PDAPP转基因小鼠脑组织内反应性星形胶质细胞的活化程度明显升高[J];中国实验动物学报;2004年01期
9 周亦武,张益鹄,邓伟年,刘艳,徐小虎,武胜国;人大脑及脑干挫伤后星形胶质细胞及其胶质纤维酸性蛋白的变化[J];华中科技大学学报(医学版);2005年03期
10 王玉珍,赖真,耿小茵,王沙燕,张小婷;鼠脑缺血再灌注后星形胶质细胞的变化及补阳还五汤对其的影响[J];中国基层医药;2005年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐剑文;王玮;康仲涵;张更;周琳瑛;;低氧对小鼠星形胶质细胞超微结构的影响[A];解剖学杂志——中国解剖学会2002年年会文摘汇编[C];2002年
2 魏为;;星形胶质细胞与视网膜盘状瘢痕[A];中国眼底病论坛·全国眼底病专题学术研讨会论文汇编[C];2008年
3 周晓燕;邬力祥;刘发益;曹莉;;大鼠脑星形胶质细胞的培养方法[A];湖南省生理科学会新世纪学术年会论文摘要汇编[C];2002年
4 白龙梅;李学忠;杨亚萍;曹碧茵;刘春风;;脂多糖可调节星形胶质细胞Toll样受体表达,对细胞增殖具有双重性[A];第十一届全国神经病学学术会议论文汇编[C];2008年
5 武明明;孙晓川;;APOE多态性与星形胶质细胞创伤后兴奋性氨基酸的相关性研究[A];中华医学会神经外科学分会第九次学术会议论文汇编[C];2010年
6 韩钊;田继沙;张红霞;;2-(2-苯并呋喃基)-2-咪唑啉对星形胶质细胞糖氧剥夺损伤的保护及脂质过氧化作用[A];中华医学会第十三次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2010年
7 黄建敏;黄瑞雅;李雪斌;唐雄林;吴小飞;;辛醇对红藻氨酸致痫大鼠的癫痫敏感性及GFAP免疫活性的影响[A];第十一届全国神经病学学术会议论文汇编[C];2008年
8 邓平;;星形胶质细胞及其标志蛋白GFAP在脑损伤时间推断中的研究进展[A];第五次全国法医学术交流会论文集[C];1996年
9 熊加祥;黎海蒂;李希成;;吗啡对大鼠海马星形胶质细胞[Ca~(2+)]i的影响[A];中国生理学会第21届全国代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2002年
10 王珍;刘仁刚;周洁萍;刘云华;;地塞米松对大鼠大脑皮质星形胶质细胞的影响[A];解剖学杂志——中国解剖学会2002年年会文摘汇编[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘海英;星形胶质细胞可调节呼吸强度[N];科技日报;2010年
2 刘霞;脑内星形胶质细胞在实验室培育成功[N];科技日报;2011年
3 胡德荣;胶质细胞溶酶体具有分泌ATP的功能[N];中国医药报;2007年
4 吴一福;黄芪可调节星形胶质细胞“时间模式”[N];中国医药报;2005年
5 潇潇;胶质细胞有望成“候补”[N];大众科技报;2007年
6 田野;鸿星尔克“ATP体验专区”亮相[N];中国服饰报;2009年
7 实习记者 王远白;八年真爱救活绝症妻子[N];贵阳日报;2010年
8 ;ATP荧光快检:生物传感器的应用不是梦(上)[N];中国食品质量报;2010年
9 刘霞;德科学家找到使脑细胞再生的方法[N];科技日报;2007年
10 梦鹿;使用特殊调节蛋白脑细胞可再生[N];医药经济报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钱霞;K-ATP通道与帕金森病的相关性研究[D];南京医科大学;2010年
2 冉建华;AQP9在脑水肿形成中的作用及其表达调控[D];重庆医科大学;2005年
3 王昭金;大脑不同部位对同种异体甲状旁腺移植的影响[D];中国协和医科大学;1996年
4 孙涛;脊髓星形胶质细胞参与神经病理性疼痛调制的实验研究[D];华中科技大学;2007年
5 李建华;TRPC3在脂多糖诱导星形胶质细胞活化中作用[D];南方医科大学;2010年
6 张巍;小胶质细胞和星形胶质细胞在多巴胺能神经元变性和保护中的可塑性变化[D];大连医科大学;2004年
7 李爱群;阿朴吗啡促进多巴胺能神经元存活的机理研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
8 杜亦旭;脑缺血后突触重建与星形胶质细胞相关性及针刺干预作用研究[D];广州中医药大学;2008年
9 杨美;AQPs在脑水肿形成中的作用及其表达调控[D];重庆医科大学;2008年
10 吕兰海;过氧化氢、Aβ(1-42)和Tau蛋白对两原代培养星形胶质细胞的效应对比研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙燕;O-2A祖细胞分化和两型星形胶质细胞抗原表达差异的研究[D];苏州大学;2003年
2 张允;锂-匹罗卡品癫痫大鼠小脑中胶质细胞反应性观察及银杏叶提取物干预研究[D];大连医科大学;2005年
3 颜晓慧;缺氧对大鼠星形胶质细胞AQP4表达的影响[D];第一军医大学;2005年
4 王剑;急性低氧下甘肃鼢鼠心脏抗氧化酶及ATP酶活性研究[D];陕西师范大学;2010年
5 李妮妮;缺血后处理和ATP后处理对心肌缺血再灌注损伤的保护作用[D];青岛大学;2010年
6 张玉辉;ATP诱导大鼠海马神经元神经毒性及对GAP-43表达的影响[D];大连医科大学;2009年
7 卢安东;内毒素对新生大鼠延髓呼吸中枢神经元ATP敏感钾通道的影响及其机制研究[D];第二军医大学;2010年
8 万明辉;星形胶质细胞基因表达谱差异及其对损伤反应的研究[D];苏州大学;2004年
9 杨晓文;模拟高原环境大脑皮质及血脑屏障的病理变化与AQP4的相关性实验研究[D];第三军医大学;2005年
10 颜因;大鼠局灶脑缺血/再灌注后星形胶质细胞的反应及星形胶质细胞炎症介质的表达[D];重庆医科大学;2007年
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