特异性钠离子通道调制剂对帕金森病膜离子通道失衡机制的研究

帕金森病（parkinson's diease, PD）是常见的一种以运动障碍为主要临床表现的神经退行性疾病，膜离子通道（例如电压门控钠离子通道）在PD患者的病理生理学机制中扮演着重要的角色。本研究组已纯化鉴定了多达12个特异作用于电压门控钠离子通道的国产东亚钳蝎（Buthus martensi Karsch，BmK）神经毒素多肽。申请项目拟综合运用整体行为学，免疫化学，电生理纪录、原代细胞培养等技术手段以及具自主产权的特异性天然肽类电压门控钠通道调制剂着重研究PD离子通道病理机制。从整体、细胞和分子多个层面系统深入地探讨PD离子通道病理机制，推动钠离子通道在PD发病机制作用的理解，为PD的临床治疗提供新的分子靶标和治疗策略，为PD新型治疗药物的研制提供丰富的理论和实验依据。

本项目应用从天然蝎毒中筛选出的特异性天然肽类电压门控钠通道调制剂，综合整体行为学，免疫化学，电生理纪录、原代细胞培养等技术手段探讨电压门控钠通道在帕金森病发病中的作用，推动对帕金森病钠通道病理机制的理解，为帕金森病的临床治疗提供新的分子靶标和治疗策略。该项目按照申请书计划进行，并进行了一定拓展，圆满完成既定目标。发表SCI收录论文4篇，EI收录论文2篇，培养研究生3名。取得主要成果如下：(1).电压门控钠通道亚型Nav1.6的表达量在6-OHDA单侧损毁PD大鼠脑损毁侧明显高于未损毁侧,免疫荧光双标进一步提示损毁侧Nav1.6的高表达主要存在于星形胶质细胞中。体外培养的U251胶质细胞系和原代星形胶质细胞经6-OHDA处理后Nav1.6的表达量均显著上调。提示PD大鼠脑星形胶质细胞中Nav1.6的高表达可能参与了PD的病理。(2).全细胞膜片钳记录发现特异性钠离子通道调制剂BmK I 可以延长神经母细胞SHSY5Y钠电流的失活相，并且易化其激活；同时BmK I可使得SHSY5Y钠通道的快失活曲线向超极化方向偏移9.1mV，并且增大了斜率因子。提示BmK I对SHY5Y钠电流具有调制作用（3）. BmK I能极大提高mNav1.6α/β1的峰钠电流和持续钠电流，同BmK I介导的快失活电流成分的浓度依赖性减少相联系，但对rNav1.2α/β1的效应较弱。提示BmK I对VGSC亚型Nav1.6具有调制作用。（4）.拓展研究局麻药罗哌卡因能以浓度和频率依赖的方式抑制rNav1.2和rNav1.5亚型通道的峰钠电流,使稳态失活曲线向超极化方向显著偏移，但对激活曲线没有影响。 (5).作为拓展研究，利用同步辐射红外光谱对帕金森大鼠及培养细胞的生化成分进行分析。结果显示与正常神经细胞比较，经6-OHDA作用的神经细胞所含磷脂的平均饱和水平显著提高，蛋白质的二级结构发生显著变化，其中的β-sheet的比例明显增高；细胞核酸的含量明显下降。 (6).拓展研究特异性钠通道调制剂BmK AS对由戊四唑和匹鲁卡品诱发的大鼠神经细胞超兴奋具有抑制作用。