組胺及其受體對NMDA受體介導(dǎo)的神經(jīng)元毒性作用機(jī)制研究.pdf

1、N-甲基-D-門冬氨酸(NMDA)受體是中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性突觸的突觸后膜最重要的組份之一。在正常條件下，NMDA參與了突觸形成、突觸可塑性和學(xué)習(xí)記憶等許多生理功能。但當(dāng)其過度激活時，能引起細(xì)胞外Ca2+的過量內(nèi)流，產(chǎn)生興奮性毒性。NMDA還參與多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生，如中風(fēng)(腦缺血)、癲癇和肌萎縮性側(cè)索硬化等。NMDA受體的過度激活會產(chǎn)生神經(jīng)元興奮性毒性，而阻斷NMDA受體將會導(dǎo)致神經(jīng)元的廣泛凋亡。目前許多研究者已經(jīng)將研究目標(biāo)從直接

2、阻斷NMDA受體轉(zhuǎn)向如何調(diào)節(jié)NMDA受體及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來控制神經(jīng)元的興奮性毒性。 組胺能神經(jīng)的胞體位于下丘腦結(jié)節(jié)乳頭核，組胺神經(jīng)元在腦內(nèi)有著廣泛而彌散的投射。作為腦內(nèi)一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)或調(diào)質(zhì)，通過H1、H2、H3和H4(?)受體發(fā)揮著多種神經(jīng)調(diào)節(jié)作用，如參與調(diào)節(jié)睡眠-覺醒活動、學(xué)習(xí)和記憶等生理作用。研究顯示腦內(nèi)低組胺水平容易誘發(fā)精神分裂癥、癲癇以及失眠等。我們的前期研究也發(fā)現(xiàn)并報道了腦內(nèi)的肥大細(xì)胞源性組胺參與調(diào)節(jié)大鼠腦缺血后急

3、性損傷和慢性恢復(fù)過程。離體細(xì)胞和腦片電生理的研究表明，組胺可能直接作用于NMDA受體的多胺位點(diǎn)并增強(qiáng)NMDA受體依賴的LTP和電流，且具有對NR1／NR2B亞型的作用特異性。這些結(jié)果提示腦內(nèi)組胺及其受體可能參與了調(diào)節(jié)興奮性氨基酸的中樞興奮性機(jī)制，尤其是其受體與NMDA受體之間可能存在某種形式的相互作用。在培養(yǎng)小腦顆粒細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)，H1受體拮抗劑特非那丁可增強(qiáng)NMDA誘發(fā)的神經(jīng)元損傷，而組胺則能抑制特非那丁的作用。組胺前體物質(zhì)組氨酸能顯著性

4、減輕大鼠局灶性腦缺血后的紋狀體神經(jīng)元的損傷，H2受體拮抗劑可以阻斷組氨酸的保護(hù)作用，而H1受體拮抗劑卻沒有抑制作用。以上研究結(jié)果至少提示，組胺可能對NMDA受體介導(dǎo)的興奮性具有調(diào)節(jié)作用，在正常的突觸傳遞過程中增強(qiáng)NMDA受體功能，在NMDA受體過度激活時又能抑制其介導(dǎo)的神經(jīng)興奮性毒性。但是，目前的研究報道還很難解釋實(shí)驗(yàn)中組胺及組胺受體對NMDA誘導(dǎo)的神經(jīng)元毒性的保護(hù)作用機(jī)制。 另一方面，H3受體拮抗劑具有可通過血腦屏障的特點(diǎn)，而

5、且目前很少有其在外周的副作用報道。H3受體拮抗劑已經(jīng)在許多疾病(睡眠和認(rèn)知障礙等)中都顯示了誘人的前景，但迄今尚未見H3受體拮抗劑對NMDA受體介導(dǎo)的神經(jīng)元毒性作用的報道。有報道組胺作用于突觸前H3受體時可降低谷氨酸釋放，抑制突觸傳遞。但是其具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。 因此，為了進(jìn)一步研究組胺及其受體對NMDA介導(dǎo)的神經(jīng)興奮性毒性的作用及機(jī)制，本研究采用NMDA誘導(dǎo)的興奮性損傷為模型，觀察組胺及其H3受體拮抗劑在其中的作用，并進(jìn)

6、一步探討其作用機(jī)制，特別是對NMDA受體的調(diào)節(jié)機(jī)制。 第一部分組胺對NMDA誘發(fā)的興奮性損傷的保護(hù)作用機(jī)制 在培養(yǎng)的皮層神經(jīng)元上，利用NMDA誘導(dǎo)的興奮性損傷為模型，觀察組胺的作用及機(jī)制。100μmol／L的NMDA攻擊細(xì)胞3h，能引起神經(jīng)元的壞死，隨著作用時間的延長，神經(jīng)元凋亡的逐漸增加。組胺能濃度依賴地保護(hù)這種興奮性損傷，并在10-7mol／1.，呈現(xiàn)最大的保護(hù)作用。這種保護(hù)作用能被H2受體拮抗劑cimetidine

7、和zolantidine所拮抗，但不能被H1受體拮抗劑pyrilamine和diphenhydramine所拮抗。H2受體激動劑amthamine也能保護(hù)NMDA誘發(fā)的興奮性損傷，且cimetidine能拮抗其作用。cAMP類似物8-Br-cAMP也能保護(hù)NMDA誘導(dǎo)的損傷作用。另外，腺苷酸環(huán)化酶抑制劑SQ-22536和PKA抑制劑H-89能拮抗組胺的保護(hù)作用。這些結(jié)果提示了組胺是通過H2受體和cAMP／PKA通路調(diào)節(jié)NMDA誘導(dǎo)的興奮

8、性損傷作用。另外，初步研究表明組胺促使NMDARl的內(nèi)化也可能參與了其保護(hù)作用。 第二部分H3受體拮抗劑對NMDA誘發(fā)的興奮性損傷的保護(hù)作用機(jī)制 H3受體拮抗劑由于其可以通過血腦屏障且很少有外周副作用，已經(jīng)在許多疾病(睡眠和認(rèn)知障礙等)中都顯示了誘人的前景，因此我們進(jìn)一步觀察H3受體拮抗劑thioperamide和clobenpropit在NMDA誘發(fā)的興奮性損傷中的作用。Thioperamide在10-7～10-5mo

9、l／L時能保護(hù)NMDA誘發(fā)的興奮性損傷作用，Clobenpropit也能保護(hù)NMDA誘導(dǎo)的興奮性損傷，EC50顯示clobenpropit有更大的效能。Thioperamide和clobenpropit的保護(hù)作用能被H3受體激動劑(R)-a-methylhistamine所逆轉(zhuǎn)，但不能被pyrilamine和cimetidine所逆轉(zhuǎn)。另外，thioperamide和clobenpropit的保護(hù)作用也能被GABAA受體的拮抗劑picr

10、otoxin和bicuculline所抑制。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，thioperamide和clobenpropit的保護(hù)作用是通過促進(jìn)GABA濃度的升高而保護(hù)了NMDA誘導(dǎo)的損傷作用。 此外，SQ-22536和H-89能拮抗clobenpropit引起的GABA的升高作用及保護(hù)作用。另外，clobenpropit還能抑制NMDA誘發(fā)的[Ca2+]的升高作用，這也可能是clobenpropit的保護(hù)作用機(jī)制之一。 總結(jié)：

11、 1.NMDA急性攻擊培養(yǎng)的皮層神經(jīng)元，隨著時間的延長，凋亡的逐漸增加，在攻擊3h時，神經(jīng)元主要以壞死為主。 2.組胺激活H2受體，通過cAMP／PKA通路保護(hù)NMDA誘導(dǎo)的興奮性損傷。 3.組胺能促使NMDARl的內(nèi)化，這也可能參與了組胺保護(hù)NMDA受體誘導(dǎo)的興奮性毒性作用機(jī)制，但這與H1以及H2受體無關(guān)的。 4.H3受體拮抗劑通過增加GABA的濃度而保護(hù)NMDA誘導(dǎo)的興奮性損傷，這與H3受體／cAMP／PK