GPR30调控GluR2介导雌激素在脊髓损伤后神经保护作用的机制研究

There is no acceptable therapeutic methods about Spinal cord injury ( SCI ). The mechanism of neuroprotection caused by estrogen is not clear, and effective therapeutic measureis to need badly clinically. Our past studies have shown GPR30 mediate the neuroprotection caused by estrogen after SCI, and the preliminary experiment showed there was temperal descent of GluR2 after SCI. Recent research suggested that GPR30 could active PI3K/Akt signaling pathways, furthermore leading to the induction of GluR2 and other mediators. Conbined with these evidence,we hypothesized that GPR30 participates in neuroprotection after spinal cord injury via activating PI3K/Akt signaling pathways to contral GluR2: mechanism. Here, we used a set of experiments in vivo or in vitro such as functional evaluation, biochemical test and small animal MRI to interpret the mechanism of neuroprotection caused by estrogen after SCI.

脊髓损伤（SCI）致残率高、救治困难，给社会和家庭带来沉重负担，临床迫切需要有效的治疗措施。目前雌激素在神经损伤后的保护作用机制不清，我们前期的研究首次明确了雌激素膜受体GPR30介导雌激素在脊髓损伤后的保护作用，并在预实验中观察到大鼠SCI后离子型谷氨酸受体GluR2的表达有一过性下降，给予雌激素或GPR30激动剂能够逆转这种下降，而GluR2是影响钙离子内流的关键受体。近期有研究提示在子宫内膜癌细胞上PI3K/Akt通路受GPR30的调控，而GluR2可能是其下游受体。综上推测："雌激素-GPR30↑-PI3K/Akt-GluR2↑-钙离子内流↓"为GPR30介导雌激素在脊髓损伤后神经保护作用的具体机制。本课题拟通过在体及离体模型，用神经功能评价、小动物MRI、免疫组化、Western-blot、钙成像、膜片钳等方法，阐明上述通路，以期为脊髓损伤后的神经保护提供新的干预靶点。

脊髓损伤(spinal cord injury, SCI) 目前缺乏有效的治疗及康复措施，致死率和致残率均较高，给社会及家庭带来沉重负担。关于SCI的研究也是神经科学的热点和难点之一。雌激素在中枢神经系统损伤后的保护作用在临床研究中已被广泛观察到，但具体机制存在争议。鉴于临床治疗的需求，美国食品与药品管理局(FDA) 甚至批准孕激素类药物不需要通过患者知情同意即可对脑外伤患者临床使用，但对于男性患者仍存在较多伦理问题。因此能发挥雌激素神经保护功能而能规避其不良作用的药物为临床迫切所需，这就需要深入探索雌激素神经保护作用的机制。在前期的研究中中，我们将雌激素膜受体GPR30引入脊髓损伤研究，探索脊髓损伤后GPR30介导的雌激素神经保护作用，并将其与ERα和β进行比较以区别其作用，明确了GPR30介导了雌激素在脊髓损伤后的神经保护作用。本课题在前期研究的基础上，深入探索GPR30介导雌激素在脊髓损伤后的神经保护作用的分子机制。为此，我们在体外构建了氧糖剥夺(OGD) 诱导的大鼠脊髓运动神经元损伤模型，通过MTT试验检测细胞活性观察雌激素(E2) 对大鼠脊髓运动神经元的保护作用，运用流式细胞技术对比E2、G1和G15对氧糖剥夺损伤后脊髓运动神经元凋亡情况的影响；应用PI3K/Akt抑制剂Y294002观察PI3K/Akt途径是否在其中发挥作用；应用钙离子成像技术观察E2对脊髓运动神经元内钙离子浓度流动的影响；使用谷氨酸制造神经元的细胞内钙离子超载以模仿其兴奋性毒性作用；通过MTT试验检测细胞活性观察E2对大鼠脊髓运动神经元细胞内钙超载的对抗作用；使用全细胞膜片钳记录方式记录脊髓运动神经元细胞膜上的钙离子通道情况并观察雌激素对其的影响；建立大鼠脊髓损伤模型，通过大鼠后肢运动功能评分(Basso-Beattie-Bresnahan standards, BBB 评分) 在体验证上述离体实验。结论如下：1.雌激素对氧糖剥夺损伤后的脊髓运动神经元具有保护作用；2. 雌激素通过膜受体GPR30对抗细胞凋亡发挥保护作用；3.PI3K/Akt是雌激素通过GPER1发挥抗凋亡作用的途径之一；4.雌激素能够对抗谷氨酸诱发的脊髓运动神经元细胞内钙离子超载；5.雌激素能够影响脊髓运动神经元细胞内钙离子浓度，中后期能降低细胞内钙离子浓度。