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帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的主要病理特征是中脑多巴胺能神经元退变,其病因不明。谷氨酸的兴奋毒性学说在PD致病机制研究中占据重要地位。正常情况下,中枢神经系统的谷氨酸作为兴奋性神经递质发挥作用,当胞外谷氨酸浓度过高时,即成为强大的神经毒素。谷氨酸转运体(Glutamate transporters,GluTs)正常的摄取功能是维持胞外谷氨酸低于兴奋毒水平的关键环节。目前已克隆出五种亚型的高亲和力GluTs,分别是GLAST(或EAAT-1)(glutamate-aspartate transporter/excitatory amino acid transporter-1)、GLT-1(或EAAT-2)(glutamate transporter-1)、EAAC-1(或EAAT-3)(excitatory amino acid carrier-1)、EAAT-4(excitatory amino acid transporter-4)以及EAAT-5(excitatory amino acid transporter-5)。研究表明GluTs异常参与肌萎缩性侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS)和阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的发生,但是该转运体与PD的相关性尚缺乏系统研究。 ATP敏感型钾离子通道(ATP-sensitive potassium channel,KATP通道)是由磺酰脲受体(SUR,sulphonylurea receptor)和内向整流钾离子通道(inwardly rectifying potassium channel,Kir)亚单位组成的异源八聚体(SUR/Kir6.x),广泛分布于神经系统。ATP/ADP比值调节KATP通道的开放,因此该通道直接耦联细胞的代谢状态与电活动。文献报道KATP通道参与急性代谢应激及PD等慢性神经退行性疾病的发生。SUR1亚基表达水平及KATP通道活化程度直接影响DA能神经元的退变过程。此外,该通道开放对于脑缺血具有明显的预保护作用,但机制未阐明。众所周知,过量释放谷氨酸及其兴奋毒效应是脑缺血及PD等病变过程中神经元死亡的重要原因。那么,KATP开放剂(KATP opener,KCOs)的神经保护机制是否在于促进谷氨酸摄取,从而防止谷氨酸诱发的兴奋毒性?目前国内外尚无报道。}有京医科人学博}学位论文 近年来,K、。通道已成为研制,“血管及神经保护药物的重要靶标。埃他卡林(IPtakalim·IPt)是我国学者自行设计合成、具有自主知识产权的新型KCO。本文工作在阐明GluTs与PD相关性的基础上,研究IPT对PD病理状态GluTS功能和表达的影响,初步探讨IPT抗凋亡与杭谷氨酸损伤的神经保护作用机制,为PD临床治疗学的突破及研发新一代治疗新药提供有益的靶标。 第一部分埃他卡林对6-0旧口)A诱导细胞凋亡和谷氛酸毒性作用的影响 目的:探讨IPT对星形胶质细胞凋亡及PC12细胞损伤的影响。 方法:6一羚基多巴胺(6一hydroxydopamine,6一OHDA)处理原代培养的大鼠皮层星形胶质细胞24h制备PD的细胞凋亡模型;Hoechst 33342染色观察星形胶质细胞凋亡;MTT法测定PC12细胞活力。 结果:6一OHDA(100林M)诱导星形胶质细胞凋亡,使之呈现体积减小、核皱缩、荧光增强以及核染色质边集于核膜处呈半月状或环状等凋亡形态特征。IPT(10林M)和毗那地尔(pinacidil,pin)(10林M)具有对抗6一0印〕A诱导星形胶质细胞凋亡的作用。谷氛酸(5和10 mM)显著降低pCzZ细胞活力,IpT(一、10和100林M)能够部分恢复细胞活力,对抗谷氨酸的PC12细胞毒性作用,此作用可被选择性KATP通道阻断剂格列苯豚(Glibenelamide,Gli)(10拼M)所逆转。 结论:新结构化合物IPT对星形胶质细胞凋亡和谷氨酸的毒性损伤具有显著的保护作用,其机制在于开放KATP通道,是富有潜力的治疗PD的候选药物。 第二部分GluTs功能改变与PD的相关性及埃他卡林对谷氮酸摄取的影响 目的:摄取的影响, 方法:阐明GluTs功能改变与PD的相关性,研究IPT对谷氨酸 探讨IPT的神经保护作用机制。采用脑立体定位技术损毁单侧黑质致密部(Substantia{乞尔医科人学博{学位论文nigra pars eompaeta,SNpe)带,}备pD大鼠模型C应用离心法制备大鼠脑组织突触体。应用同位素标记法测定突触体和PC12细胞[’H]一D,五一G一utamate摄取量。 结果:PD模型大鼠皮层和纹状体区突触体谷氨酸摄取量显著减少:6一OHDA、N一甲基,4一苯基吮咤离子(l一methyl一4一phenyl一2,3-dihydropyridinium ion,Mpp+)和鱼藤酮( Rotenone,Rot)浓度依赖·胜地降低Pe 12细胞谷氨酸摄取能力。IPT(10、50和1 00林M)能够完全恢复PD模型大鼠纹状体和皮层突触体对谷氨酸的摄取;IPT(5和10林M)对抗6一OHDA(50林M)、Mpp+(400林M)和Rot(1 ollM)诱导的PC12细胞谷氨酸摄取减少;IPT促进谷氨酸摄取的作用可被选择性K、P阻断剂Gli(20林M)所逆转。 结论:GluTs功能下降参与DA能神经毒素诱导的PD病理改变。IPT通过激活KATP通道,完全恢复PD大鼠模型GluTs的摄取功能,有效防止PD细胞模型GluTs功能下降。 第三部分GluTs蛋白表达改变与PD的相关性及埃他卡林对其表达的影响 目的:阐明GluTs表达改变与PD的相关性,研究IPT对其表达的影响,进一步探讨IPT的神经保护作用机制。 方法:采用脑立体定位技术损毁单侧sNPc制备PD大鼠模型;免疫组织化学法测定大鼠脑组织切片GLAST、GLI’-l和EAACI蛋白表达;免疫细胞化学法测?