ASIC1a对NMDAR的门控作用和脑缺血中神经元的损伤作用及神经保护研究

ASIC1a是H+门控酸敏感离子通道之一,细胞外H+浓度增高时被激活开放,允许Na+ 和Ca2+ 流入细胞内而引起细胞膜除极化。生理状态下ASIC1a对神经突触传递的作用不清楚。有报道,在脑缺血引发的脑组织酸中毒时ASIC1a被激活,引起神经细胞内Ca2+超载直接造成细胞损伤。我们的预实验表明:(1)生理状态下ASIC1a参与调控NMDAR介导的兴奋性突触传递；(2)在脑缺血缺氧引发的组织酸中毒时ASIC1a易化NMDAR介导的神经元兴奋性损伤；(3)通过抑制ASIC1a可抑制NMDAR介导的神经元缺氧损伤。我们认为用ASIC1a抑制剂取代NMDAR抑制剂防治神经元缺血缺氧损伤是有效可行的。此方法既能保护神经元，又能避免使用NMDAR抑制剂引起的严重精神副作用。我们将设计一系列实验，进一步探明ASIC1a和NMDAR的功能关系及相互作用机理,为脑缺血的临床治疗和神经元的保护开辟新途径。

脑缺血过程中，脑组织经历缺血、缺氧、ATP不足、酸中毒和神经递质大量释放。这些因素共同作用，一方面过度刺激NMDA受体致使大量Ca2+ 流入神经细胞内，另一方面又因能量不足不能将内流的Ca2+及时驱出细胞，结果大量Ca2+积聚于细胞内并激活Ca2+依赖性蛋白溶解酶，引起损伤细胞。.我们用出生后10-12周小鼠鲜活脑组织切片为材料，采用全细胞电压钳记录模式将膜电位钳制在-30mV，以低Mg2+人工脑脊液灌流以便最大程度兴奋NMDA受体，电刺激CA1区锥体细胞传入纤维，药理学方法分离并记录CA1区锥体细胞膜上NMDA受体介导的兴奋性突触后电流（NMDA EPSCs）。我们发现，生理状态下（非组织酸中毒时）抑制ASIC1a 不仅可以抑制NMDA EPSCs的幅值，而且还减缓其上升和下降速率。这提示生理状态下ASIC1a活动异化NMDA通道开放。.我们还用含海马的脑片以化学方法建立了氧-葡萄糖-剥夺的缺氧模型（OGD paradigm），并以全细胞电压钳模式、药理学方法分离并记录了OGD诱发的、NMDA受体介导的神经细胞膜除极化电流。以此模型检测并证明了抑制ASIC1a可以有效地减低NMDA受体介导的细胞膜致死性除极化电流，保护神经细胞免于缺氧损伤。.脑缺血时过度刺激NMDA受体引起的细胞内Ca2+ 超载是神经细胞死亡的根本原因。因此，我们利用培养的海马神经细胞，在低糖和无Mg2+的条件下以NMDA刺激，以荧光染料Fluo-4作为细胞内Ca2+ 指示剂，在倒置激光共聚焦显微镜下观察细胞内Ca2+ 浓度变化。结果显示100μM的NMDA引起神经细胞内Ca2+持续升高。但使用ASIC1a 阻断剂预先孵育神经细胞后，再以NMDA刺激却不再引起神经细胞内Ca2+升高。本实验再次证明，抑制ASIC1a可以阻止NMDA受体介导的细胞内Ca2+ 超载而发挥神经保护作用。.以上实验从3个层面证明通过抑制ASIC1a可以抑制NMDA受体活动而发挥神经保护作用。（1） 正常生理状态下抑制ASIC1a可以抑制NMDA EPSCs；（2）在OGD状态下抑制ASIC1a可以抑制NMDA受体介导神经细胞膜致死性除极化电流；（3）NMDA诱发的神经细胞内Ca2+ 超载可以通过抑制ASIC1a而得到减小或完全阻止。