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水杨酸钠特异性下调含α1亚基的甘氨酸受体活性

作　者: 陆云刚
导　师: 陈林
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 生物物理
关键词: 水杨酸钠全细胞膜片钳甘氨酸受体下丘亚基特异性点突变转染
分类号: R96
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

因为阿司匹林及其代谢物水杨酸钠具有多种药理作用,这些药品被广泛用作消炎止痛以及预防中风等医疗之中;近来发现其具有抗凝血作用,所以小剂量服用阿斯匹林还被广泛用来预防和治疗心脑血管疾病。据估计世界上有数以百万计的人们服用此类药品。而大剂量的水杨酸钠在动物上能可靠地诱导出耳鸣样行为,因此水杨酸钠经常被用于研究耳鸣产生的神经机制。最新的研究结果表明水杨酸钠诱导的耳鸣往往起源于听觉中枢,这说明水杨酸钠诱导的中枢神经系统功能改变亦有可能引发耳鸣。因为水杨酸钠能够通过血脑屏障,并且在具有耳鸣行为学表现的模型动物脑脊液中达到较高的浓度,所以水杨酸钠有可能通过直接作用于中枢听觉系统而改变兴奋性和抑制性的平衡,从而导致耳鸣。本实验室已有实验结果表明,水杨酸钠对于听觉系统的下丘以及听皮层细胞的GABA能神经传递皆有抑制的作用。和GABA_A受体一样,甘氨酸受体也是配体门控离子通道受体超家族的成员,在神经系统中介导快速的抑制性突触传递。在高级中枢例如海马部位,尽管没有发现存在甘氨酸能的突触传递,但有组织化学证据表明在突触部位存在甘氨酸受体。有研究表明甘氨酸受体在海马区域存在紧张性(tonic)的激活,并参与了对超兴奋性的调控。前人的研究以及我们的发现都表明甘氨酸受体的紧张性激活参与了其与GABA_A受体之间存在交互作用,参与了短时程可塑性的调节。而甘氨酸系统对听觉中枢神经元的反应特性有着重要的影响,去抑制会导致神经元感受野变宽以及兴奋性升高。中枢神经系统的甘氨酸受体受到许多神经调质系统的调控。此前已有研究表明了受体以及离子通道是水杨酸钠在神经系统的靶标之一。在本研究中运用全细胞膜片钳技术在受体分子水平分别在原代培养的下丘细胞、瞬时转染了野生型甘氨酸受体亚基和点突变的甘氨酸受体亚基的HEK293T细胞上检测了水杨酸钠对于甘氨酸受体的电生理特性的影响。该结果显示,水杨酸钠能可逆的非竞争性的抑制甘氨酸诱导的电流:饱和浓度的甘氨酸(3毫摩尔)所诱导的电流仍能被1毫摩尔浓度的水杨酸钠所抑制,并不改变其半效激活浓度以及希尔系数,而在洗脱水杨酸钠的作用后,甘氨酸所诱导的峰值电流能恢复到给药前的水平。采用细胞内微透析的方法,发现胞内给药水杨酸钠并不能抑制甘氨酸电流,这个结果说明在所检测的神经元胞内并不存在水杨酸钠的作用位点。在瞬时转染了α1、α2、α3、α1β、α2β或α3β甘氨酸受体亚基的HEK293T细胞中,水杨酸钠只对转染了α1或是α1β亚基的HEK293T细胞的甘氨酸电流有抑制作用,而对转染其它亚基或亚基组合的细胞没有作用,这说明了水杨酸钠以α1亚基特异性的方式抑制甘氨酸电流。通过点突变α1亚基跨膜1区以及2区的两个位点发现,α1亚基的跨膜1区240位点的异亮氨酸对于水杨酸钠的发挥其抑制作用很重要。而并不是以往研究中起重要作用的跨膜2区254位点的甘氨酸残基。综上所述,水杨酸钠以非竞争和亚基特异性的方式抑制了甘氨酸受体介导的电流,其作用位点很可能定位于跨膜1区的240位点。本工作的研究结果提示水杨酸钠对于甘氨酸受体的这种抑制作用可能提高了神经网络的兴奋性,并进而导致惊厥以及耳鸣等副作用。其抑制作用的机理可能存在通道口阻断效应,但更可能是通过α1亚基跨膜1区240位点的异亮氨酸进行变构调节整个受体的功能。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-10
第一章绪论(甘氨酸受体研究进展)  10-45
  1.1 引言  10-11
  1.2 甘氨酸受体结构和功能特性  11-18
  1.3 甘氨酸受体亚基的功能  18-22
  1.4 甘氨酸受体的功能调控  22-33
  1.5 甘氨酸受体的生理病理功能  33-35
  1.6 小结  35-36
  1.7 参考文献  36-45
第二章绪论(阿司匹林/水杨酸生理药理功能研究进展)  45-74
  2.1 引言  45-47
  2.2 阿司匹林与心血管保护  47-52
  2.3 阿司匹林在治疗Alzheimer症中的作用  52-54
  2.4 阿司匹林的抗癌作用  54-55
  2.5 阿司匹林在治疗抑郁症中的作用  55-56
  2.6 阿司匹林的副作用  56-62
  2.7 参考文献  62-74
第三章水杨酸钠特异性下调含α1亚基的甘氨酸受体活性  74-100
  3.1 引言  74-75
  3.2 实验材料与方法  75-80
  3.3 实验结果  80-93
  3.4 讨论  93-96
  3.5 参考文献  96-100
第四章博士期间的其它工作:白藜芦醇对大鼠培养细胞甘氨酸受体抑制作用的研究  100-114
  4.1 引言  100
  4.2 实验材料与方法  100-102
  4.3 实验结果  102-109
  4.4 讨论  109-111
  4.5 参考文献  111-114
总结与展望  114-115
附录Ⅰ 缩略词表  115-117
附录Ⅱ 仪器设备  117-119
致谢  119-121
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  121-122
个人简历  122

水杨酸钠特异性下调含α1亚基的甘氨酸受体活性

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