彌漫性軸索損傷后內質網鈣釋放對軸突內早期鈣離子濃度的影響

李 宇，宋錦寧，張 明，安吉洋，孫 鵬，李丹東，馬旭東，趙雅慧

(西安交通大學醫學院第一附屬醫院神經外科，陜西西安 710061)

◇專題研究◇

彌漫性軸索損傷后內質網鈣釋放對軸突內早期鈣離子濃度的影響

李 宇，宋錦寧，張 明，安吉洋，孫 鵬，李丹東，馬旭東，趙雅慧

(西安交通大學醫學院第一附屬醫院神經外科，陜西西安 710061)

目的 研究彌漫性軸索損傷(diffuse axonal injury, DAI)后內質網(endoplasmic reticulum, ER)鈣釋放的變化，以及對軸突內早期鈣離子濃度的影響，并探討造成ER鈣釋放的可能分子機制。方法 使用體外培養7～12 d的小鼠神經元行軸突牽拉損傷建立體外DAI模型，根據是否行牽拉損傷分為損傷組及對照組。使用ER Tracker Red標記ER，觀察ER在軸突損傷前后的分布。通過Fluo-4 AM鈣探針及激光共聚焦鈣成像技術測量單個軸突內鈣離子濃度的變化，并使用20 mmol/L咖啡因作用于細胞，使ER內鈣離子快速排空，測量軸突部位咖啡因作用前后的鈣離子濃度變化，從而間接觀察ER內鈣存量的變化。結果 ER Tracker Red熒光結果顯示ER存在于神經元軸突部位中，損傷后的軸突腫脹部位存在ER聚集的現象。神經元牽拉損傷后，被牽拉的軸突鈣離子濃度明顯升高，與對照組比較，差異有統計學意義(P<0.05)，受損的軸突表現出腫脹及“串珠樣”變性等病理學改變。除損傷后2 min外，使用無鈣細胞外液雖然明顯降低了牽拉損傷導致的軸突的鈣離子濃度升高，但在2～30 min時間段中鈣離子濃度升高依然存在，與對照組比較，差異有統計學意義(P<0.05)。對照組中未經牽拉損傷的神經元軸突可被20 mmol/L咖啡因激起一個明顯的軸突鈣離子濃度升高，而牽拉損傷后的軸突對咖啡因的這種鈣升高反應程度明顯下降，與對照組比較，差異有統計學意義(P<0.05)。結論 DAI后的軸突鈣離子濃度升高不僅由細胞外鈣內流引起，細胞內鈣釋放同樣參與其中。ER是引起這種DAI后軸突內鈣釋放的細胞器來源。

腦外傷；彌漫性軸索損傷；鈣；內質網

彌漫性軸索損傷(diffuse axonal injury, DAI)是腦外傷(traumatic brain injury, TBI)的一種重要的病理形式，也被認為是一種特殊的TBI損傷類型[1-2]。DAI不同于其他類型的TBI，是因為其生物力學機制并非直接的機械性暴力作用于頭顱，而是機械暴力作用于頭顱后導致的頭顱加速性運動所致的剪應力損傷，最終剪應力作用于軸突(尤其是長軸突)，從而導致廣泛的軸突變性、斷裂[3]。……