AMPA受体运输在铝致大鼠海马LTP损害中的作用及其信号转导机制研究

The damage of aluminum on learning and memory,especially for long-term potentiation (LTP) of rat hippocampal,is the import aspect of study today. And,synaptic trafficking of AMPA receptor plays a key role in LTP. So,The project focus on the role and signal transduction pathways of the AMPA receptor trafficking in the process of damage on rat hippocampal LTP by aluminum in vivo and in vitro. First, the changes of the trafficking of AMPA receptors are observed in inhibition of rat hippocampal LTP by the different doses of aluminum in use of electrophysiological technology,immune staining technology and western-blot analysis technology in vivo.Second, positive signal molecules in the signal transduction pathways of AMPA receptor trafficking (RAS→MAPK/PI-3K) are screened using protein chip mechod in the above experiment.And finally, making use of agonist of positive signal molecules in brain slices, the effects on the trafficking of AMPA receptors and the LTP are researched in vitro to confirm the funtion of MAPK/PI-3K signal transduction pathways in damage of rat hippocampal LTP by aluminum.

铝对海马长时程增强（LTP）的损害一直是人们广泛关注的重点，突触后膜AMPA受体数目的改变（受体运输）是LTP的一种最主要表达机制，且本课题组前期研究结果显示AMPA受体在铝致大鼠学习记忆损害中发挥重要作用，故，本项目以AMPA受体运输为切入点，首先，通过体内实验，采用在体电生理技术、免疫组化技术及western-blot技术观察在不同剂量的铝损害大鼠海马LTP的过程中AMPA受体运输的变化，同时，采用蛋白质芯片技术筛选在上述过程中AMPA受体运输信号转导通路（RAS→MAPK/PI-3K）中的阳性信号分子；然后，通过体外实验，选用阳性信号分子的干扰剂作用于脑片，观察AMPA受体运输及LTP的变化，进一步验证MAPK/PI-3K信号通路在铝致LTP损害中的作用。从而阐明AMPA受体运输在铝损害大鼠海马LTP中的作用及其信号转导机制，为铝致学习记忆损伤的机制研究及未来的干预研究提供有力依据。

本研究拟通过动物实验来探讨AMPA受体运输在铝损害大鼠海马LTP中的作用及其信号转导机制。首先，分别观察急性染铝条件和亚慢性染铝条件下，大鼠海马LTP的变化情况以及AMPA受体合成和运输的变化，寻找铝致LTP损害与AMPA受体之间的联系。然后，观察信号分子RAS在此过程中的变化及作用。最后，通过使用RAS的活化剂EGF来进一步研究RAS下游PI3K及ERK两条通路是否参与到铝损害LTP的信号转导机制中来。本研究结果发现了:.急性及亚慢性铝暴露均会损害大鼠海马LTP的诱导和维持，这种损害的程度与铝的剂量有关，即呈现一定的剂量反应关系；铝通过抑制AMPA受体亚单位的外化及合成从而损害大鼠海马LTP的诱导和维持；“RAS→PI3K/PKB→GluR1 S831和S845位点磷酸化→GluR1插入突触 ”通路与铝损害大鼠海马LTP有关；RAS→MAPK/ERK信号转导通路与铝损害大鼠海马LTP有关，但是否是通过引起AMPA受体磷酸化异常进而影响AMPA受体外化最终导致LTP损害的还有待于进一步研究。综上所述，AMPA受体及RAS介导的信号转导机制与铝致大鼠海马LTP损害有关，可能是铝致学习记忆损害机制之一。