李　珊，胡　喆，周　燕，熊煥貴

(1. 廣西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，廣西 南寧　530021；2. 美國內(nèi)布拉斯加州立大學(xué)醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)科學(xué)與藥理學(xué)系,美國 奧馬哈　NE68198-5880)

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趨化因子MCP-1對大鼠海馬區(qū)NMDA受體介導(dǎo)的興奮性突觸后電流的影響

李珊1，胡喆1，周燕1，熊煥貴2

(1. 廣西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，廣西 南寧530021；2. 美國內(nèi)布拉斯加州立大學(xué)醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)科學(xué)與藥理學(xué)系,美國 奧馬哈NE68198-5880)

目的研究趨化因子MCP-1對大鼠海馬CA1區(qū)NMDA受體介導(dǎo)的興奮性突觸后電流的影響。方法采用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)，記錄2.3 nmol·L-1MCP-1對大鼠海馬腦片CA1區(qū)NMDA受體尤其是其重要受體亞型NR2BR介導(dǎo)的興奮性突觸后電流的影響，觀察MCP-1是否對海馬CA1區(qū)神經(jīng)元有易化興奮性作用；應(yīng)用微管相關(guān)蛋白-2(MAP-2)抗體染色的方法，觀察海馬CA1區(qū)神經(jīng)元軸突結(jié)構(gòu)的完整性，研究在NMDAR、 AMPAR、CCR2受體拮抗劑分別存在的情況下，MCP-1引發(fā)海馬腦片神經(jīng)元結(jié)構(gòu)損害的差異，觀察上述各種拮抗劑是否對MCP-1導(dǎo)致的神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)損害有保護(hù)作用。結(jié)果灌流液內(nèi)加入MCP-1能明顯增加EPSCs、EPSCAMPAR、 EPSCNMDAR電流幅度(P<0.05)，MCP-1能增加EPSCNR2BR的電流幅度，沖洗掉MCP-1后上述電流可恢復(fù)到接近給藥前基礎(chǔ)值，說明MCP-1對EPSCNR2BR的易化和促進(jìn)作用是可逆的。在海馬腦片上所做的MAP-2免疫組化染色的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示MCP-1對神經(jīng)元軸突結(jié)構(gòu)有損害作用，該作用可被NMDA和AMPA受體拮抗劑或CCR2受體拮抗劑逆轉(zhuǎn)。結(jié)論MCP-1對大腦海馬CA1區(qū)NMDA受體，尤其是NR2B受體介導(dǎo)的突觸后神經(jīng)元的興奮性有明顯易化作用，神經(jīng)元過度興奮引發(fā)興奮性神經(jīng)毒性而導(dǎo)致神經(jīng)損傷。NMDA和AMPA受體拮抗劑或CCR2受體拮抗劑對MCP-1誘導(dǎo)的神經(jīng)元軸突結(jié)構(gòu)損傷起到明顯保護(hù)作用，這些拮抗劑的神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)可為尋找神經(jīng)退行性疾病的潛在治療方法提供非常有價(jià)值的線索。

趨化因子； MCP-1； 海馬腦片；興奮性突觸后電流； 神經(jīng)興奮性毒性；艾滋性認(rèn)知功能障礙

HIV-1是引起全球艾滋病流行的主要病原，艾滋病病毒感染的進(jìn)程中往往發(fā)生認(rèn)知功能障礙、行為改變和神經(jīng)損傷，這些表現(xiàn)統(tǒng)稱為艾滋性認(rèn)知功能障礙(HIV-1-associated neurocognitive disorder,HAND)[1]。HAND是HIV-1相關(guān)性神經(jīng)退行性疾病，目前沒有有效治療HAND的方法，其發(fā)生機(jī)制是全球病毒學(xué)和神經(jīng)科學(xué)界共同關(guān)注的熱點(diǎn)。對HIV-1腦部感染引起認(rèn)知功能障礙的具體機(jī)制雖然仍不明確，但學(xué)術(shù)界較為公認(rèn)的一種學(xué)說認(rèn)為， HIV-1感染和免疫激活的單核細(xì)胞分泌一系列的神經(jīng)毒素，包括來源細(xì)胞的因子(如炎性細(xì)胞因子，趨化因子、興奮性氨基酸等)和來源于HIV病毒因子(gp120,tat等)，這些毒素是導(dǎo)致神經(jīng)元損傷并誘發(fā)HAND的致病因子[2]。在這些分泌的趨化因子中有一類叫CC趨化因子家族，功能上被稱為單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)，MCP-1能選擇性的募集單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞到炎癥病灶[3]。在HIV-1感染者的的腦脊液中MCP-1的水平明顯高于正常人，確定MCP-1在促進(jìn)艾滋性腦炎(HIVE)和艾滋性認(rèn)知功能障礙(HAND)發(fā)生發(fā)展中起著極其關(guān)鍵的作用[4]。然而，在HIV-1感染的大腦內(nèi)，MCP-1介導(dǎo)的神經(jīng)損傷是如何導(dǎo)致HAND發(fā)病的機(jī)制仍然還不得而知。此外NMDA受體在與學(xué)習(xí)記憶關(guān)系密切的大腦海馬CA1區(qū)分布豐富，在神經(jīng)退行性疾病發(fā)生過程中也起重要作用。因此，為研究MCP-1是否通過作用于海馬CA1區(qū)神經(jīng)元NMDA受體，引發(fā)興奮性神經(jīng)毒性而導(dǎo)致神經(jīng)損傷和認(rèn)知功能障礙，我們應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)，研究MCP-1對大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元NMDA受體及其受體亞型NR2B的興奮性突觸后電流的影響，以探討相關(guān)受體拮抗劑對HAND患者神經(jīng)保護(hù)作用的可能機(jī)制。

1　材料與方法

1.1溶液和試劑實(shí)驗(yàn)液體配方：人工腦脊液ACSF(in mmol·L-1)：NaCl 124.0，KCl 3.0，CaCl22.0，MgCl22.0，NaH2PO41.25，NaHCO326.0，D-glucose 10.0，pH=7.4；電極內(nèi)液(in mmol·L-1)：K-gluconate 130.0，K-methysulphate 17.5， NaCl 8.0， HEPES 10.0，Mg-ATP 2.0，Na-GTP 0.2， EGTA 0.1，電極內(nèi)液用KOH調(diào)節(jié)pH值在7.25～7.35范圍內(nèi)，滲透壓在292～308 mOsm范圍內(nèi)。MCP-1(R&D Systems, Minneapolis, MN)，Picrotoxin，CNQX，APV，D-CPP，ifenprodil，RS102895。印防己毒素和 RS102895溶解于二甲基亞砜(DMSO)，并且使DMSO的濃度在ACSF溶液中的終濃度小于或等于0.1%。MCP-1、 CNQX、APV、D-CPP和ifenprodil用去離子水稀釋1000倍配成母液，每次實(shí)驗(yàn)前先稀釋于ACSF后立即使用。藥物通過灌流系統(tǒng)到達(dá)海馬腦片表面的時(shí)間約10 min。所用的藥物均購于美國Sigma-Aldrich 公司，另有說明的除外。

1.2海馬腦片制備選用3～4周的健康♂ Waster大鼠，用烏拉坦(1.5 g·kg-1，ip)腹腔注射，快速斷頭，在冰面上分離出全腦，用刀片修塊，將海馬區(qū)全腦粘于切片機(jī)的載物臺上，置于裝有-4℃人工腦脊液冰水混合物(以95% O2和5% CO2混合氣體飽和)的切片槽中，用震動(dòng)切片機(jī)橫狀面切出400 μm厚度的海馬腦片。隨后將腦片轉(zhuǎn)至33℃的恒溫孵育槽中孵育至少1 h，然后置于室溫條件(22～25)℃下繼續(xù)孵育。孵育槽中仍以95% O2和5% CO2混合氣體飽和人工腦脊液。

1.3電生理記錄所有實(shí)驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行，腦片移至記錄槽中，通過蠕動(dòng)泵持續(xù)灌注以95% O2和5% CO2混合氣體飽和的ACSF。利用拉制儀(SUTTER-P97，USA)將硅硼酸玻璃管(外徑1.5 mm，內(nèi)徑0.84 mm，World Precision Instruments Inc，USA)拉制成實(shí)驗(yàn)用記錄電極，電極電阻為4～8 Ω，實(shí)驗(yàn)用MCP-1(2.3 nmol·L-1)經(jīng)過細(xì)胞外浴液途徑給藥。Master-8可編程刺激器(A.M.P.I，Israel)連接刺激電極(FHC,USA)，刺激Schaffer側(cè)枝/聯(lián)合纖維(刺激參數(shù)：頻率0.05 Hz，波寬0.02 ms，30～100 μA)。記錄EPSCs時(shí)先以50 μmol·L-1Picrotoxin(GABA受體非競爭性受體拮抗劑)預(yù)孵腦片20 min。全細(xì)胞記錄采用Axopatcp00B(Axon Instrument,USA)放大器，電刺激脈沖的給出及電信號的采集均通過計(jì)算機(jī)程序Clampex 8.0及Digidata 1440A接口來完成。

1.4微管相關(guān)蛋白-2(MAP-2)抗體免疫組化染色將海馬腦片(厚400 μm)分為5組，各組海馬腦片均在常溫下(22～25)℃以下列含各組干預(yù)藥的ACSF液孵育6 h，干預(yù)藥分別為：正常的ACSF液為對照組，含 2.3 nmol·L-1MCP-1(MCP-1組)，2.3 nmol·L-1MCP-1和10 μmol·L-1CNQX(MCP-1+CNQX組)，2.3 nmol·L-1MCP-1和50 μmol·L-1APV(MCP-1+APV組)，2.3 nmol·L-1MCP-1和10 μmol·L-1RS102895(MCP-1+ RS102895組)，在室溫下孵育6 h，在此過程中用混合氣體(95% O2和5% CO2)持續(xù)充氧，以維持孵育液的pH在7.4～7.5。然后取出腦片，用4%的多聚甲醛浸泡固定24 h，15%的蔗糖，30%的蔗糖過夜，取出腦片在干冰上用OCT包埋，-80℃保存。冰凍切片機(jī)的溫度調(diào)至-25℃～-20℃，切片前從-80℃冰箱取出含腦片的樣本，置于切片機(jī)內(nèi)至少30 min以平衡溫度，然后將樣本切為30 μm厚的腦片。一抗用兔抗小鼠微管相關(guān)蛋白-2(MAP-2; Chemicon, Temecula, CA)抗體按1 ∶100稀釋，二抗為羊抗兔IgG(invitrogen, Molecular probes)?？贵w按1 ∶500稀釋。應(yīng)用圖像分析系統(tǒng)(Leica Qwin，GER )，每張切片所測面積大于50%海馬CA1區(qū)，應(yīng)用Qwin軟件測量熒光強(qiáng)度灰度值，同時(shí)測定該切片胼胝體的灰度值作為背景，取測定值減去背景測定值的絕對值即實(shí)際灰度值，以避免非特異性染色所造成的誤差。取3次平均值作為該例樣本測定值。再以該組樣本的均值作為該組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所有灰度值測量均在相同光學(xué)條件下完成。

2　結(jié)果

2.1MCP-1 增強(qiáng)海馬腦片CA1區(qū)NMDA受體和AMPA受體介導(dǎo)的興奮性突觸后電流全細(xì)胞記錄形成后，把神經(jīng)元鉗制在-70 mV，通過刺激CA1區(qū)Schaffer側(cè)枝/聯(lián)合纖維引出CA1區(qū)錐體細(xì)胞EPSCs。在CA1區(qū)錐體神經(jīng)元細(xì)胞記錄基礎(chǔ)受體介導(dǎo)的興奮性突觸后電流EPSCs(baseline EPSCs)10 min,灌流MCP-1(2.3 nmol·L-1)后，神經(jīng)元EPSCs的幅度較給藥前明顯增加到(194.82±13.05)%(Fig 1A, D ;n=17,P<0.05)。由于海馬興奮性突觸傳遞主要是通過NMDA受體和 AMPA受體介導(dǎo)的，為了記錄NMDA受體介導(dǎo)的EPSCs，全細(xì)胞記錄形成后，將神經(jīng)元膜鉗制在-50 mV并用低 Mg2+(0.5 mmol·L-1) ACSF的灌流，灌流液加中10 μmol·L-1CNQX 和1 μmol·L-1甘氨酸。MCP-1灌流后，NMDA受體介導(dǎo)的興奮性突觸后電流EPSCNMDAR增加到 (155.60±22.12)%(Fig 1B,D;n=13,P<0.05)。在記錄 AMPA受體介導(dǎo)的EPSCs時(shí)，將膜電位鉗制在-70 mV并在灌流液中加入50 μmol·L-1APV，記錄到EPSCAMPAR較給藥之前記錄到的基礎(chǔ)值提高了(142.35±15.57)%(Fig 1C,D;n=9,P<0.05) 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MCP-1既能增加EPSCAMPAR也能增加EPSCNMDAR，且對EPSCNMDAR的增強(qiáng)作用比對EPSCAMPAR的增強(qiáng)作用更明顯。

Fig 1　MCP-1(2.3 nmol·L-1) increased both NMDAR-and AMPAR-mediated EPSCs

A: Before and after the MCP-1(2.3 nmol·L-1) perfusion measured EPSCs actual waveforms. B: Isolation of EPSCsNMDARwas achieved with the addition of AMPA/kainate receptor antagonist CNQX(10 μmol·L-1, Sigma)to low Mg2+(0.5 mmol·L-1) ACSF. The left traces shown are averaged responses of 10 evoked EPSCs.C: Isolation of EPSCAMPARwas achieved with the addition of NMDA receptor antagonist AP-V(50 μmol·L-1, Sigma)to normal ACSF.D: MCP-1(2.3 nmol·L-1)significantly enhanced the amplitude of EPSCs [from control level to (194.82±13.05)% of control level,P<0.05,n=17], EPSCAMPAR[from control level to (142.35±15.57)% of control level,P<0.05,n=9] and EPSCNMDAR[from control level to (155.60±22.12)% of control level,*P<0.05,n=13].*P<0.05vscontrol

2.2MCP-1增強(qiáng)海馬腦片CA1區(qū)錐體神經(jīng)元NMDA亞基NR2B受體介導(dǎo)的興奮性突觸后電流NMDA受體的激活和很多病理生理過程有關(guān)，腦組織中表達(dá)的NMDA受體主要有NR2A和NR2B受體2種亞型[5]。NR2B受體是在大腦海馬組織中有豐富表達(dá)的NMDA受體亞型，與NR2A受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中扮演神經(jīng)元保護(hù)作用的角色不同，NR2B受體大部分表達(dá)在突觸外，有研究顯示[6]，其主要作用是引發(fā)神經(jīng)元損傷。因此，我們進(jìn)一步研究MCP-1對大鼠海馬腦片CA1區(qū)NR2B受體介導(dǎo)的興奮性突觸后電流EPSCNR2BR的影響，以探討MCP-1是否通過改變NR2B受體功能介導(dǎo)神經(jīng)損傷，并最終導(dǎo)致艾滋性認(rèn)知功能障礙癥狀。我們在ACSF灌流液中加入CNQX(10 μmol·L-1)，并使用低 Mg2+(0.5 mmol·L-1)液，以阻斷EPSCAMPAR獲得EPSCNMDAR，再在灌流液中加入D-CPP(1 μmol·L-1, 阻斷EPSCNR2AR)得到EPSCNR2BR。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MCP-1能增加 EPSCNR2BR幅度到(137.19±12.09)%(Fig 2B;P<0.05,n=12)，沖洗掉MCP-1后上述電流可恢復(fù)到接近給藥前基礎(chǔ)值，說明MCP-1對EPSCNR2BR的易化和促進(jìn)作用是可逆的，且此電流可被NR2B受體拮抗劑ifenprodil(10 μmol·L-1)阻斷，電流幅值減少到(27.65±2.73)%(Fig 2A，P<0.05,n=12)，證實(shí)其為NR2B受體介導(dǎo)電流。

2.3NMDA、AMPA受體拮抗劑或CCR2受體拮抗劑對MCP-1誘發(fā)的大鼠海馬CA1區(qū)的神經(jīng)損傷有保護(hù)作用上述的結(jié)果表明，MCP-1可能參與CA3和CA1區(qū)之間錐體神經(jīng)元的興奮性突觸傳遞。因此，我們再用MAP-2免疫組化染色來評價(jià)MCP-1是否改變神經(jīng)元的形態(tài)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞興奮性毒性。我們發(fā)現(xiàn)MCP-1(2.3 nmol·L-1) ，干預(yù)組與對照組孵育的海馬腦片CA1區(qū)錐體神經(jīng)元軸突MAP-2染色熒光強(qiáng)度顯現(xiàn)出很大的差異：對照組的軸突熒光強(qiáng)度為(100.2±2.3)%，而MCP-1組軸突熒光強(qiáng)度明顯下降到(43.2±3.0)%的強(qiáng)度。而3個(gè)拮抗劑保護(hù)組MCP-1 & CNQX、MCP-1 & AP-V、 MCP-1 & RS102895的軸突熒光強(qiáng)度較MCP-1組明顯上升，分別為(77.5±2.5)%、(81.1±2.4)%、(93.8±1.9)%。因此，在海馬腦片上所做的MAP-2免疫組化染色的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，MCP-1對神經(jīng)元軸突結(jié)構(gòu)有損害作用，該作用可被NMDA和AMPA受體拮抗劑或CCR2受體拮抗劑逆轉(zhuǎn)。在這3種拮抗劑中，NMDA受體拮抗劑APV和CCR2受體拮抗劑RS102895對海馬神經(jīng)元軸突結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用較AMPA受體拮抗劑CNQX更明顯。

Fig 2　MCP-1(2.3 nmol·L-1) enhanced EPSCNR2BR

A: Figure A is the measured actual EPSCs current waveform; 1: The basis of the measured values of the isolated EPSCNR2BR. 2: MCP-1 perfusion measured EPSCNR2BRamplitude. 3: With CNQX(10 μmol·L-1), D-CPP(1 μmol·L-1) low Mg2+(0.5 mmol·L-1) in ACSF.After MCP-1 eluting, EPSCNR2BRamplitude falls close to the baseline values. 4: EPSCNR2BRcan be blocked by NR2B receptor antagonist ifenprodil, confirmed that the NR2B receptor-mediated currents. B: Panel B is a bar graph exhibiting the average amplitudes of EPSCNR2BRbefore (Control), during (MCP-1) and post (Wash) bath application of MCP-1. All experiments were carried out in the presence of CNQX (10 μmol·L-1) in the perfusate and the cells were voltage clamped at -50 mV.*P< 0.05vsMCP-1 .

3　討論

MCP-1是CC趨化因子家族中研究最多的趨化因子，有研究表明[7]，從HIV-1感染和免疫激活的培養(yǎng)巨噬細(xì)胞收集到的上清液能明顯增加大鼠海馬腦片的EPSCs，說明此種上清液所含有害分泌物和艾滋性腦病之間存在聯(lián)系。在HIV-1感染和免疫激活的單核細(xì)胞(MP)分泌的一系列神經(jīng)毒中，MCP-1也是重要成分之一，MCP-1能通過趨化作用選擇性地調(diào)控MP、淋巴細(xì)胞等多種白細(xì)胞亞群募集和運(yùn)輸[8]。在HIV-1病毒感染的初期，HIV-1感染的MP就隨血液從腦外部通過血腦屏障進(jìn)入腦組織，并將HIV-1病毒帶入腦組織，這是HAND/HAD發(fā)病的首要環(huán)節(jié)，而MCP-1在趨化和調(diào)控MP進(jìn)入腦組織的過程中發(fā)揮了重要作用，MCP-1及其主要受體CCR2是誘導(dǎo)MP移動(dòng)的主要趨化因素[9]。有研究證明，在HIV-1感染者腦脊液(CSF)中MCP-1的水平明顯高于正常人[4]，而且對MCP-1親和力極高的受體CCR2的數(shù)量也在HIV-1病毒感染后明顯上調(diào)。因此，MCP-1在促進(jìn)HAND/HAD發(fā)生發(fā)展的過程中極其關(guān)鍵，研究MCP-1如何介導(dǎo)神經(jīng)損傷對探討HAND發(fā)病的機(jī)制有重要意義。為此，我們應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)，測定了MCP-1對大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元AMPA受體、NMDA受體及NMDA亞型NR2B受體的興奮性突觸后電流的影響，并研究了相關(guān)受體拮抗劑對海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的保護(hù)作用。

我們的前期研究發(fā)現(xiàn),0.023、0.23、2.3 nmol·L-1的MCP-1能濃度依賴性增加大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元EPSCs，其中2.3 nmol·L-1MCP-1的作用最明顯[10]。在本實(shí)驗(yàn)中，我們用作用最明顯的濃度2.3 nmol·L-1MCP-1測定對大鼠海馬CA1區(qū)興奮性突觸后電流的影響，發(fā)現(xiàn)MCP-1既能增加NMDA受體，又能增加AMPA受體介導(dǎo)的EPSCs，這些結(jié)果和Gao等[11]在其它的“MCP-1能增加孤立脊髓切片NMDA和AMPA受體介導(dǎo)的電流研究”中相類似。我們的數(shù)據(jù)表明，灌流MCP-1后，增加NMDA受體介導(dǎo)的EPSCs的幅度要比AMPA受體介導(dǎo)的電流幅度更明顯，說明NMDA受體在MCP-1導(dǎo)致增強(qiáng)中樞神經(jīng)興奮性方面發(fā)揮更重要的作用(Fig 1)。

上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明， NMDA受體與AMPA受體相比在神經(jīng)突觸功能和興奮性神經(jīng)毒性方面發(fā)揮著更重要的作用。大量的研究表明[12]，在HIV-1病毒感染的腦內(nèi)期間，NMDA受體參與單核巨噬細(xì)胞介導(dǎo)神經(jīng)毒性。被HIV-1感染的腦部發(fā)現(xiàn)，通過過度刺激谷氨酸亞型NMDA釋放神經(jīng)毒素將導(dǎo)致神經(jīng)變性， NMDA受體拮抗劑被發(fā)現(xiàn)能減輕HIV-1感染或gp120刺激的巨噬細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)、外的神經(jīng)元損傷。新型益腦雙連體[Bis(n)-Cognition]也通過抑制NMDA受體及nNOS ，阻斷神經(jīng)興奮性毒性的方式來改善學(xué)習(xí)記憶能力、在體對抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡等作用[13]。 NR2A受體和NR2B受體是NMDA受體在海馬表達(dá)較豐富的亞單位，這兩個(gè)受體亞型在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中扮演著不同的角色[14]：NR2A受體多在突觸上發(fā)揮著谷氨酸介導(dǎo)的神經(jīng)元的存活，而NR2B受體在突觸外，主要激活神經(jīng)元的凋亡。有研究顯示[15]，從HIV-1感染的單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞(MDM)分泌因子能激活NR2B受體，而MCP-1是該分泌物組成部分中最主要的成分。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，MCP-1可過度激活NMDA受體及其亞型NR2B受體介導(dǎo)的EPSCs(Fig 2)，在谷氨酸介導(dǎo)的神經(jīng)元興奮性毒性作用方面發(fā)揮明顯作用。因此，MCP-1可能通過激活NMDA受體，尤其是其亞型NR2B受體產(chǎn)生興奮性神經(jīng)毒作用而介導(dǎo)神經(jīng)損傷。

為了研究MCP-1是否對與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)的大腦海馬區(qū)域神經(jīng)細(xì)胞有損傷作用，我們以大鼠海馬腦片完成了MAP-2 免疫組化染色實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，2.3 nmol·L-1的MCP-1使海馬CA1區(qū)的神經(jīng)元軸突熒光強(qiáng)度明顯下降，說明MCP-1對海馬CA1區(qū)神經(jīng)元有嚴(yán)重?fù)p傷(Fig 3)。該損傷作用可被NMDA、AMPA受體拮抗劑或CCR2拮抗劑逆轉(zhuǎn)，其中NMDA受體拮抗劑APV和CCR2拮抗劑RS102895對海馬神經(jīng)元軸突結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用較AMPA受體拮抗劑CNQX更明顯，揭示這兩種拮抗劑對MCP-1誘導(dǎo)的神經(jīng)突觸損傷更具保護(hù)作用，這可為治療HIV相關(guān)腦損傷提供潛在的治療方法。

總之，我們的實(shí)驗(yàn)證明，大劑量MCP-1能明顯增加海馬CA1區(qū)興奮性突觸活動(dòng)，這種增強(qiáng)作用與AMPA受體、 NMDA受體尤其是NMDA亞型受體NR2BR的介導(dǎo)有關(guān)。此外，觀察MAP-2免疫組化染色實(shí)驗(yàn)中MCP-1對海馬腦片神經(jīng)元的損傷作用進(jìn)一步證實(shí)MCP-1對與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)腦區(qū)域產(chǎn)生病理作用，這為揭示HAND等HIV-1相關(guān)腦疾病的發(fā)生機(jī)制提供一種可能聯(lián)系。我們的研究結(jié)果還表明，MCP-1誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷可以通過AMPA受體拮抗劑、尤其是NMDA受體和CCR2受體拮抗劑減弱，提示這些拮抗劑將提供HAND等HIV-1相關(guān)腦疾病的有價(jià)值的潛在治療方法，因此NMDA受體和CCR2受體拮抗劑作為神經(jīng)保護(hù)藥物很可能有益于改善HAND患者的認(rèn)知功能障礙。

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Effects of chemokine MCP-1 on NMDA-mediated exciatory postsynaptic current in hippocampal slice of rats

LI Shan1, HU Zhe1,ZHOU Yan1,XIONG Huan-gui2

(1.PharmaceuticalCollegeofGuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China;2.DepartmentofPharmacologyandExperimentalNeuroscience,UniversityofNebraskaMedicalCenter,OmahaNE68198-5880,USA)

AimTo explore how MCP-1 induces neurodisorder by determing the effects of MCP-1 on excitatory postsynaptic current(EPSCs) in the CA1 region of rat hippocampal brain slices.MethodsEPSCs, the AMPA receptor-mediated EPSC(EPSCAMPAR), NMDA receptor mediated EPSCs(EPSCNMDAR) and NR2BR receptor-mediated EPSC(EPSCNR2BR) were recorded using whole-cell patch recording techniques to observe the effects of 2.3 nmol·L-1MCP-1 on pyramidal neurons in hippocampal CA1 region. Microtubule-associated protein-2(MAP-2) staining was used to study whether MCP-1 induced dendritic injuries in hippocampal CA1 region and whether NMDAR, AMPAR or CCR2 receptor antagonists had protective effects against dendritic damage caused by MCP-1.Results① Bath application of MCP-1 produced a significant enhancement of the amplitudes of EPSCs, EPSCAMPARand EPSCNMDAR. ② Further studies revealed that MCP-1 potentiated EPSCNR2BR; ③ The MCP-1-associated dendritic injuries were blocked by NMDAR,AMPAR and CCR2R antagonists respectively.ConclusionsOur results suggest a potential role of MCP-1 which may play in neuroexcitotoxicity and neural injury via NMDA receptor(especially NMDAR subtype NR2BR) and CCR2 receptor. The antagonists of these receptors may have potential therapeutic effect for neurodegeneration.

chemokine; MCP-1; hippocampal slices; EPSCs; neuroexcitoxicity；HAND

2016-02-15,

2016-04-10

國家自然科學(xué)基金課題(No 81360192);廣西自然科學(xué)基金(No 2012GXNSFCA053004);廣西教育廳高等學(xué)校資助科研項(xiàng)目(No 201203YB041)

李珊(1989-)，女，碩士生，研究方向：藥理學(xué)，E-mail:leeshandeai@sina.com;周燕(1975-)，女，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：神經(jīng)藥理學(xué)，通訊作者,E-mail:yanzhou_412@sina.com

10.3969/j.issn.1001-1978.2016.07.013

A

1001-1978(2016)07-0950-06

R-332；R322.81；R338.13；R392.11；R392.12；R512.91；R742

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