近红外808nm激光对ATP敏感性钾通道的作用及其机制研究

近红外808nm激光治疗急性缺血性脑中风的动物和临床研究已取得重大进展。光生物刺激作用是该疗法的基础，目前研究存在的问题是多为对生物学效应指标的观察和现象的发现，不能充分解释光生物刺激作用的本质。KATP 通道对缺血缺氧神经元具有保护作用，是细胞能量代谢的"传导器"。808nm激光能够穿透颅骨和脑到达缺血半暗带神经元细胞，为此提出808nm激光通过对KATP通道的直接和间接途径发挥作用的假说。本项目基于既往对光生物刺激作用及膜KATP通道的工作基础，采用细胞培养，分子克隆，膜片钳记录等技术，研究808nm激光对KATP通道的作用。研究内容包括808nm激光对神经元KATP通道作用；对含Kir6.2ΔC35DNA的COS-1细胞膜KATP通道的作用；对细胞色素C氧化酶活性作用及其和KATP通道之间的相关性；上述作用的最优参数。最终为808nm激光用于急性缺血性脑中风提供理论基础和关键技术。

近红外808nm 激光治疗急性缺血性脑中风的动物和临床研究已取得重大进展。光生物刺激作用是该疗法的基础。针对光生物刺激作用的本质，本项目提出808nm 激光通过对KATP 通道的直接和间接途径发挥作用的假说。本项目通过研究808nm 激光对神经元KATP通道作用，发现经近红外808nm激光光照后，KATP通道对ATP的敏感性有所减弱，通道最大开放率（Pmax），半效抑制浓度（IC50），通道电流幅度和驻留时间均有明显提高。表明近红外808nm激光对膜KATP通道存在直接作用。通过研究808nm 激光对细胞色素C氧化酶(COX)活性作用，发现808nm LED光照可改善CoCl2诱导的缺氧损伤神经元活力、增强神经元COX活性、提高神经元ATP浓度。鉴于线粒体COX作为有核细胞光受体的研究已经得到较为充分的实验证实，我们的研究表明808nm激光可能通过COX，对作为细胞能量代谢“传导器”的膜KATP通道存在间接作用。而KATP通道开放可以减轻神经细胞去极化程度，减轻因谷氨酸所致的钙超载以及因此触发的神经元坏死或凋亡，起到对缺血缺氧神经元的保护作用。从而初步阐明808nm 激光通过作用于 KATP通道，发挥对缺血缺氧神经元的保护作用。本研究为TLT疗法科学的用于急性缺血性脑中风治疗提供了理论基础和关键技术。