朱時鈺,陸永利,李自成,楊紅衛△
[1三峽大學國家中醫藥管理局中藥藥理科研三級實驗室,湖北 宜昌 443002;2腫瘤微環境與免疫治療湖北省重點實驗室(三峽大學),湖北 宜昌 443002;3三峽大學基礎醫學院機能學系,湖北 宜昌 443002;4宜昌市三峽中心人民醫院神經內科,湖北 宜昌 443002]
內源性大麻素系統由內源性大麻素、與之結合的大麻素受體、負責內源性大麻素合成和降解的酶以及轉運體組成,廣泛參與人體多種生理或病理生理過程的調節[1]。其中大麻素受體主要包括CB1 受體和CB2 受體:CB1 受體主要分布在中樞神經系統;CB2 受體主要分布在外周免疫系統[1]。2-花生四烯酸甘油(2-arachidonoylglycerol,2-AG)作為人體內含量最豐富的內源性大麻素,是CB1 和CB2 受體的完全激動劑[1-2]。越來越多的證據證明2-AG 可以調節相關離子通道(如鉀、鈣等離子通道)的電學活性,在神經興奮毒性損傷中發揮神經保護作用。然而這種保護機制非常復雜,目前尚未被完全闡明[3]。
A 型鉀通道是一種電壓依賴性鉀通道,又稱瞬時外向型鉀通道,能產生快速激活和失活的瞬時外向鉀電流(A-type potassium current,IA),參與動作電位的起始并且是復極化早期外向電流的主要成分,顯著調節神經元興奮性和動作電位形態及復極化[4]。抑制A 型鉀通道會導致去極化加速和興奮性增加;A 型鉀通道功能障礙可能導致神經損傷和一些神經系統疾病,如神經性疼痛、帕金森病和癲癇等[5-7]。但其在神經元興奮性毒性損傷或相關神經系統疾病中的作用機制目前還未完全闡明。如前所述,內源性大麻素2-AG 可以通過調節包括A 型鉀通道在內的鉀離子通道參與各種機能調節,但其相關機制目前知之甚少。
尾狀核(caudate nucleus,CN)是基底神經節的一部分,也是大鼠顱內最大的核團,與大腦的其他部分具有豐富而多樣的解剖連接,在認知、學習、記憶和運動等復雜任務的設計和執行中發揮重要作用;其功能障礙見于多種疾病中,包括亨廷頓病、帕金森病和各種形式的癡呆等[8]。
海人藻酸(kainic acid,KA)是從海人藻中提取的興奮性神經毒性氨基酸類似物,通過激活α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異噁唑丙酸(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid,AMPA)/KA 受體,導致神經元興奮性毒性和興奮性氨基酸毒性作用,誘發神經退行性疾病、癲癇持續狀態、學習和記憶障礙等,被廣泛用于建立神經毒性和癲癇的動物或細胞模型[9]。因此本研究采用膜片鉗技術,觀察KA 的興奮性神經毒性對大鼠原代培養CN 神經元形態和膜上A 型鉀通道電學特性的影響;觀察2-AG 能否抑制KA 的神經興奮性毒性作用并對其作用機制進行初步探討,以期為內源性大麻素治療相關神經系統疾病提供有效的病理生理學和藥理學依據,同時為進一步探究CN 在神經變性疾病中的診療作用及機制提供新證據和思路。
新生(出生后24 h 內)SD 大鼠,體重5~6 g,雌雄不限,SPF級,由三峽大學實驗動物研究中心提供[許可證號為SCXK(鄂)2017-0061]。所有實驗規程均遵循三峽大學實驗動物倫理委員會制定的標準。
DMEM 培養液、Neurobasal A 神經基礎培養液、胎牛血清、B27(神經營養因子)和0.25%胰蛋白酶溶液購自Gibco;KA、URB602[一種單酰甘油脂肪酶(monoacylglycerol lipase,MAGL)選擇性拮抗劑]、左旋多聚賴氨酸、L-谷氨酰胺、L-谷氨酸、阿糖胞苷、EGTA、4-氨基吡啶(4-aminopyridine,4-AP)、腺苷5'-三磷酸二鈉鹽(adenosine 5'-triphosphate disodium salt,Na2-ATP)、HEPES、氫氧化銫和氟化銫購自Sigma-Aldrich;2-AG和SR141716(SR1;選擇性CB1受體拮抗劑)購自Cayman Chemical;天冬氨酸鉀、四乙基氯化銨(tetraethyl ammonium chloride,TEA-Cl)、氯化鈉、氯化鎂、氯化銫、氫氧化鈉、氯化鉀、氯化鉻、氯化鈣和D-葡萄糖均購自國藥集團化學試劑有限公司。
3.1 大鼠CN 神經元原代培養 大鼠CN 神經元提取按照先前的描述進行[10]:(1)取新生(24 h內)SD大鼠數只,于75%乙醇中浸泡消毒3~5 s,斷頭取腦(盡量保持腦組織完整性,勿破壞皮層),取出腦組織置于盛有DMEM 培養液的培養皿中;(2)在超凈臺中用眼科鑷鈍性分離皮層下尾狀核,置于另一盛DMEM培養液的皿中,用刀片將尾狀核切成小碎塊(以上步驟均在冰上操作);(3)將尾狀核組織置于含0.25%胰酶和0.02% EDTA 的消化液中(37 ℃)中,用不同管徑的巴斯德滴管依次輕柔吹打碎塊,使液體渾濁無組織塊,于37 ℃中消化15 min,第7 min搖勻一次;(4)消化結束后用與EDTA 等體積的含10%胎牛血清的DMEM 培養液終止消化,混合均勻后,以1 000 r/min離心5 min,棄上清,加神經元原代細胞培養液,緩慢輕柔地吹打細胞,使其呈細胞懸浮液;(5)將細胞懸浮液用200 目濾網過濾,得到濾過的細胞懸浮液,調整細胞密度為(0.5~1)×109L-1;(6)將濾后細胞懸浮液種植于提前用多聚賴氨酸鋪板的塑料培養皿(35 mm)中,前后左右晃動培養皿使細胞均勻分布;(7)將含細胞的培養皿置于37 ℃、5% CO2、濕度95%的細胞培養箱內培養。
細胞換液:提取的大鼠CN 神經元培養1 d(24 h內)、3 d 和5 d 用神經元培養液全量換液。第5 天添加阿糖胞苷(終濃度為2.5 mg/L),目的是為了抑制神經膠質細胞生長。加阿糖胞苷24 h后用神經元培養液全量換液。
實驗中使用的CN 神經元的培養時間為7~12 d。實驗分組為vehicle (VEH)組、KA(10 mg/L)組、2-AG (10 μmol/L)+KA 組、SR1 (10 μmol/L)+2-AG+KA組、URB602 (10 μmol/L)+KA 組和SR1+URB602+KA組。所有試劑按上述分組加入培養液中處理12 h,其中2-AG/URB602+KA 組和SR1+2-AG/URB602+KA組中的KA 在添加2-AG、SR1 和(或)URB602 30 min后加入,SR1、2-AG和(或)URB602同時添加。
3.2 電生理記錄 在室溫(22~25 ℃)下進行電生理實驗。細胞外液沖洗培養液2~3 次,加入氧飽和的細胞外液,在倒置顯微鏡(IX-71,Olympus)尋找狀態良好、膜干凈和折光度強的CN 神經元。玻璃電極毛胚(直徑1.5 mm;南京六合泉水教學實驗器材廠),由P-97 電極拉制儀(Sutter Instrument)多步拉制成玻璃微電極,入水電阻為5~8 MΩ。實驗過程中保持電位的鉗制及測試脈沖程序的設定、信號采集與儲存均由EPC10 膜片鉗放大器和計算機運行PATCHMASTER軟件(HEKA Elektronik)完成。
IA細胞外液:TEA-Cl 70.0 mmol/L,氯化膽堿70.0 mmol/L,D-葡萄糖10.0 mmol/L,HEPES 10.0 mmol/L,KCl 5.0 mmol/L,CaCl22.0 mmol/L,MgCl2·6H2O 1.0 mmol/L,CdCl20.1 mmol/L。NaOH 調pH 至7.4,4 ℃保存。TEA-Cl 阻斷延遲整流性鉀離子通道,氯化膽堿阻斷鈉離子通道,CdCl2阻斷電壓依賴性鈣離子通道。
IA電極內液:K-ASP 118.0 mmol/L,KCl 20.0 mmol/L,EGTA 10.0 mmol/L,HEPES 10.0 mmol/L,Tris-ATP 5.0 mmol/L,MgCl2·6H2O 2.0 mmol/L,CaCl21.0 mmol/L。KOH調pH至7.3,-20 ℃保存。
為消除細胞大小的影響,電流值以電流密度(pA/pF)表示。數據和圖片由軟件SigmaPlot 11.2(Jandel Scientific)和CorelDRAW 9.0 分析處理獲得。所有實驗數據均用均數±標準誤(mean±SEM)表示。采用單因素方差分析進行組間差異的統計學檢驗,兩組間比較采用Student-Newman-Keuls (SNK)-q檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。
在全細胞膜片鉗記錄中,我們首先觀察KA 對CN 神經元上A 型鉀通道電流的影響。建立全細胞膜片鉗記錄模式,給予鉗制電壓-70 mV,施予1 000 ms、階躍10 mV、-70~+80 mV 的方波脈沖刺激,頻率0.2 Hz,在峰值處測量IA的幅值,記錄各組IA變化。這些向外電流的最大值被指定為Imax。圖1A 是根據上述脈沖刺激記錄得到的電流圖(來源于各組具有相似膜電容的CN 神經元)。圖1B、C 為各種處理因素下IA的電流-電壓關系圖。(1)原代培養的大鼠CN神經元經KA (10 mg/L)處理12 h 后,觀察到從去極化脈沖-20 mV開始,KA誘導的IA密度明顯降低。與VEH 組[(162.01±3.32) pA/pF (n=16)]相比,KA 組(n=14)IA密度峰值顯著降低到(34.32±2.07) pA/pF(P<0.01),見圖1D。這表明KA 顯著減弱CN 神經元上的IA。(2)我們前期實驗表明,單獨使用2-AG 對原代培養大鼠CN 神經元IA無影響[10]。本實驗中直接應用2-AG 預處理后(2-AG+KA 組),IA密度峰值回到(113.91±3.29) pA/pF (n=18;P<0.01vsKA 組),見圖1D。這表明2-AG 可有效拮抗KA 對CN 神經元上IA的抑制效應。(3)如前所述,2-AG 是CB1 受體的完全激動劑,且CB1 受體在中樞神經系統中廣泛表達,因此本實驗進一步研究CB1 受體是否參與了2-AG的上述作用。SR1 是CB1 受體拮抗劑,我們前期實驗表明單獨給予SR1 對原代培養大鼠CN 神經元IA無影響[10]。本實驗中給予SR1+2-AG預處理后(SR1+2-AG+KA 組),IA密度峰值降至(43.54±2.67)pA/pF (n=12;P<0.01vs2-AG+KA 組),見圖1D。這表明2-AG 拮抗KA 對IA的抑制效應是通過CB1 受體發揮作用的。(4)MAGL是一種參與2-AG生物失活的絲氨酸水解酶,能夠水解大腦中約85%的2-AG;抑制MAGL 會提高細胞內2-AG 水平[11]。因此我們使用MAGL 抑制劑URB602 間接上調2-AG 水平。之前本實驗室證實單獨使用URB602對原代培養大鼠CN神經元IA無影響[10]。在本實驗中使用URB602 預處理后(URB602+KA 組),IA密度峰值回到(103.56±3.59) pA/pF (n=17;P<0.01vsKA 組);給予SR1+URB602 預處理(SR1+URB602+KA 組),IA密度峰值降至(43.54±2.67) pA/pF (n=12;P<0.01vsURB602+KA 組),見圖1E。這表明,與直接使用2-AG 預處理相似,URB602 拮抗KA 對IA的抑制效應,該效應是通過CB1受體介導的。

Figure 1. Effects of pretreatment with 2-arachidonoylglycerol (2-AG) or URB602 on the density of A-type potassium channel current(IA) in caudate nucleus (CN) neurons exposed to kainic acid (KA). A: representative IA traces in CN neurons with similar capacitance in vehicle (VEH),KA,2-AG+KA,SR141716 (SR1)+2-AG+KA,URB602+KA and SR1+URB602+KA groups; B: current-voltage relationships of IA in CN neurons treated with VEH,KA,2-AG+KA and SR1+2-AG+KA; C:current-voltage relationships of IA in CN neurons treated with VEH,KA,URB602+KA and SR1+URB602+KA; D: maximum density of IA at +80 mV in CN neurons treated with VEH,KA,2-AG+KA and SR1+2-AG+KA; E: maximum density of IA at +80 mV in CN neurons treated with VEH,KA,URB602+KA and SR1+URB602+KA. Mean±SEM. **P<0.01 vs VEH group; ##P<0.01 vs KA group; △△P<0.01 vs 2-AG+KA or URB602+KA group.圖1 2-花生四烯酰甘油或URB602預處理通過CB1受體對海人藻酸損傷尾狀核神經元A型鉀通道電流密度的影響
根據圖1 得到的各組電流數據,通過Boltzmann方程I/Imax=1/{1+exp[-(V-V1/2)/k]}擬合得到A型鉀通道激活曲線及各組半激活電壓(V1/2)和斜率(k),見圖2。(1)VEH、KA、2-AG+KA 和SR1+2-AG+KA 組A 型鉀通道激活曲線的V1/2值分別為(32.45±2.34) mV(n=16)、(29.10±2.06) mV (n=14)、(31.27±1.98)mV (n=18)和(28.50±1.65) mV (n=12),各組間差異均無統計學意義(圖2B);以上4組激活曲線的k值分別 為19.04±1.28 (n=16)、20.19±1.61 (n=14)、20.93±1.89(n=18)和22.84±1.97 (n=12),各組間差異亦均無統計學意義(圖2C)。這表明KA 或(和)2-AG 不影響A 型鉀通道激活曲線的V1/2值和k值。(2)使用URB602 在KA 處理的CN 神經元中觀察到與直接給與2-AG 有相似效果:VEH、KA、URB602+KA 和SR1+URB602+KA 組A 型鉀通道激活曲線的V1/2值和k值也均無顯著差異(圖2E、F),提示使用URB602 內源性上調2-AG,也不影響A 型鉀通道激活曲線的V1/2值和k值。以上結果表明,無論是直接應用2-AG 還是通過URB602 提高細胞內2-AG 水平,2-AG的增加都不影響A型鉀通道的激活過程。

Figure 2. Effects of pretreatment with 2-arachidonoylglycerol (2-AG) or URB602 on activation kinetics of A-type potassium channels in caudate nucleus (CN) neurons exposed to kainic acid (KA). A: steady-state activation curves for A-type potassium channel current(IA) in CN neurons treated with vehicle(VEH),KA,2-AG+KA and SR141716(SR1)+2-AG+KA; B:the semi-activated voltage(V1/2) of IA in CN neurons treated with VEH,KA,2-AG+KA and SR1+2-AG+KA was obtained from the activation curves; C: the slope (k) of IA activation curves in VEH,KA,2-AG+KA and SR1+2-AG+KA groups;D: steady-state activation curves for IA in VEH,KA,URB602+KA and SR1+URB602+KA groups; E: the V1/2 value of IA in CN neurons treated with VEH,KA,URB602+KA and SR1+URB602+KA was obtained from the activation curves; F:the k value of IA activation curves in VEH,KA,URB602+KA and SR1+URB602+KA groups. Mean±SEM.圖2 2-花生四烯酰甘油或URB602預處理通過CB1受體對海人藻酸損傷尾核神經元A型鉀通道激活動力學的影響
A 型鉀通道穩態失活曲線由雙脈沖刺激法獲得:鉗制電壓-70 mV,條件脈沖為持續時間160 ms、階躍10 mV、-120~+50 mV 的方波脈沖刺激;每一條件脈沖后緊跟一固定去極化至+50 mV、160 ms 的測試脈沖。根據上述雙脈沖刺激記錄各組CN 神經元A 型鉀通道失活的電流曲線,圖3A 顯示各組具有相似膜電容CN 神經元的電壓-電流原始圖。各組電流數據通過Boltzmann 方程I/Imax=1/{1+exp[(V-V1/2)/k]}擬合得到A 型鉀通道失活曲線圖(圖3B、E)及各組半失活電壓(V1/2)和k值(圖3C、D、F、G)。(1)VEH 組、KA 組、KA+2-AG 組和KA+2-AG+SR1 組的V1/2值分別為(-37.03±3.94) mV(n=16)、(-41.75±4.85) mV(n=14)、(-38.81±3.24) mV (n=18)和(-40.82±3.68) mV (n=12),4 組之間沒有顯著差異(圖3C)。但KA 使失活曲線的k值由11.97±0.95 (n=16)增加到20.81±1.24 (n=14),差異顯著(P<0.05)。這些數據表明KA 不影響V1/2值,但增大了失活曲線的k值,提示KA 使A 型鉀通道失活的電壓敏感性降低[12]。(2)使用2-AG 預處理之后,失活曲線的k值降低至14.20±1.02 (n=18;P<0.05vsKA 組);SR1 和2-AG預處理則將k值提高到17.86±1.37 (n=12;P<0.05vs2-AG+KA 組),見圖3D。這提示2-AG 可通過CB1受體抑制KA 對A 型鉀通道失活的影響。(3)與2-AG相似,應用URB602 不影響A 型鉀通道失活V1/2的均值(圖3F),但使失活曲線的k值回降到13.55±0.86(n=17;P<0.05vsKA 組);而SR1+URB602 使k值又回升 到16.34±1.42 (n=14;P<0.05vsURB602+KA組),見圖3G。這提示通過URB602 間接增加內源性2-AG 水平,也可通過CB1 受體抑制KA 對A 型鉀通道失活的影響。
A 型鉀通道恢復曲線的記錄:鉗制電位-70 mV,施加+50 mV、80 ms的條件脈沖使A 型鉀通道完全失活;分別間隔2、4、8、16、32、64、128、256 和512 ms 后再施予第2 次緊接著給予+50 mV、80 ms 的方波刺激(測試脈沖),得到各組A 型鉀通道失活后恢復的電流圖(圖4A)。以測試脈沖電流與峰值電流的比值對時間間隔作圖,通過單指數函數I/Imax=1-exp(-t/τ)擬合,其中τ是通道恢復的時間常數,繪制電流恢復曲線(圖4B、D)。(1)KA 使τ值從VEH 組的(29.13±2.60) ms(n=14)顯著提高到(49.83±4.18) ms(n=11;P<0.01);在2-AG 存 在的情況下,τ值回到(30.90±2.89) ms (n=12;P<0.01vsKA組);此外,當2-AG 和SR1 存在時,τ值顯著增加至(48.75±3.67)ms (n=10;P<0.01vs2-AG+KA 組),見圖4C。這表明KA 延長了A 型鉀通道失活后恢復過程;2-AG 則通過CB1 受體阻止KA 對A 型鉀通道恢復過程的影響。(2)與2-AG 類似,當URB602 預處理后,KA 對IA恢復曲時間的影響顯著減弱,URB602+KA 組τ值回降到(32.87±3.01) ms (n=13;P<0.01vsKA 組);當KA、URB602 和SR1 聯合處理CN 神經元時,URB602的作用被抑制:SR1+URB602+KA 組τ值上升到(46.28±3.86) ms (n=11;P<0.01vsURB602+KA組),見圖4E。這表明,通過抑制2-AG的水解增加內源性2-AG 水平也通過CB1 受體顯著阻止了KA 誘導的A型鉀通道τ值的增加。

Figure 4. Effects of pretreatment with 2-arachidonoylglycerol (2-AG) or URB602 on recovery kinetics of A-type potassium channels in caudate nucleus (CN) neurons exposed to kainic acid (KA). A: representative A-type potassium channel current(IA)traces in CN neurons under different treatments for the recording recovery kinetics; B: steady-state recovery curves for IA in CN neurons treated with vehicle (VEH),KA,2-AG+KA and SR141716 (SR1)+2-AG+KA; C: the recovery time constant(τ) of IA in CN neurons treated with VEH,KA,2-AG+KA and SR1+2-AG+KA was obtained from the recovery curves; D:steady-state recovery curves for IA in VEH,KA,URB602+KA and SR1+URB602+KA groups; E: the τ value of IA in CN neurons treated with VEH,KA,URB602+KA and SR1+URB602+KA was obtained from the recovery curves. Mean±SEM.**P<0.01 vs VEH group; ##P<0.01 vs KA group; △△P<0.01 vs 2-AG+KA or URB602+KA group.圖4 2-花生四烯酰甘油或URB602預處理通過CB1受體對海人藻酸損傷尾核神經元A型鉀通道失活后恢復動力學的影響
興奮性毒性是很多神經系統損傷和疾病的重要病理生理機制,用于解釋這些神經系統疾病背后的共同的病理基礎,如阿爾茨海默病、帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮性側索硬化癥、中風和癲癇等[[13]。
作為鉀通道超家族中的主要成員,A 型鉀通道參與了神經細胞膜電位穩定的維持。當A 型鉀通道被啟動,細胞膜再次去極化而興奮時,可以延遲去極化達閾電位的時間[4,13];通道產生的IA是參與神經細胞動作電位復極化早期的主要外向電流,影響動作電位的閾值、形態和時程,是神經元興奮性的重要決定因素[14]。A 型鉀通道功能異常或缺失則會表現出神經元過度興奮性,導致神經損傷和某些神經系統疾病:例如IA的降低使CA1 神經元的興奮性增加,導致顳葉癲癇[15];而IA的上調可抑制癲癇小鼠模型中的神經元過度興奮,并降低了癲癇發作頻率[16]。Shinoda 等[17]發現,第5 腰椎脊神經結扎所致神經病理性疼痛模型大鼠α神經纖維IA密度顯著降低,表現出更高的去極化靜息膜電位和興奮性;神經營養因子治療則逆轉了IA的減弱,發揮出鎮痛作用。因此我們推測KA 所致CN 神經元興奮性損傷中可能有IA的改變,并通過實驗進行了驗證。
本實驗通過膜片鉗實驗觀察到KA 預處理可以明顯降低CN 神經元IA峰值,這與上述IA和神經損傷相關疾病研究的實驗報道一致,結合本實驗結果提示CN 神經元中IA的抑制與KA 所致的CN 神經元興奮性毒性之間存在聯系。進一步研究表明,KA 對CN 神經元A 型鉀通道激活動力學特性和失活V1/2沒有影響,但使失活曲線k值增大,失活的電壓敏感性降低[12];KA 能顯著增大CN 神經元A 型鉀通道失活后的τ值,意味著A型鉀通道在失活后需要更長的時間才能再次打開[12]。這些結果提示,KA 通過影響A型鉀通道的失活和失活后的恢復致使CN 神經元IA減弱。鑒于IA的變化與神經元興奮性密切相關,IA的減弱可增加細胞興奮性甚至引起細胞的興奮性毒性,并最終導致神經元凋亡或死亡[18],因此結合相關文獻和本實驗數據,我們認為KA 通過影響A 型鉀通道失活曲線的k值和τ值等電學活性導致IA密度降低,繼而引發神經元細胞興奮性增高,是KA 造成CN神經元興奮性毒性損傷的機制之一。
既往實驗研究包括我們自己的研究已經表明,內源性大麻素可以調節相關離子通道發揮神經保護作用[19-20],而CB1受體激活也可以打開鉀離子通道引起鉀的涌入[10,21]。據此我們推測對IA的調節可能是2-AG 抑制KA 誘導的CN 神經元興奮性毒性的機制之一。本實驗通過膜片鉗技術記錄顯示2-AG 顯著增加KA 興奮性神經毒性損傷CN 神經元上IA電流幅度,并有效拮抗KA 所致的A 型鉀通道失活后τ值和失活曲線k值的增大,加快了通道失活后恢復過程。隨后選取了CB1 受體拮抗劑SR1 為研究藥物,實驗顯示SR1 抵消了2-AG 的上述作用。以上結果表明,2-AG 通過CB1 受體調節CN 神經元A 型鉀通道的功能來實現對IA的調制,從而減輕KA 對IA的影響。如前所述,IA的降低可以導致神經元過度興奮,最終導致神經元的興奮性毒性[18]。因此,對KA 所致IA減小的拮抗意味著減輕CN 神經元的過度興奮。以上結果說明2-AG 通過CB1 受體拮抗KA 所致CN 神經元IA的減小可能是2-AG 對抗KA 的神經興奮性毒性作用、發揮神經保護作用的機制之一。
本實驗研究中使用2-AG 降解酶MAGL 抑制劑URB602得到了與內源性大麻素2-AG類似的效果,提示直接增加內源性大麻素2-AG,或者抑制MAGL 使2-AG 水解減少而間接升高細胞內2-AG 水平,在KA所致神經興奮性細胞模型中同樣具有神經保護作用。
內源性大麻素系統是人類機體中一個非常重要的內源性系統,參與了包括情緒調節、疼痛管理、認知功能、獎賞、食欲、脂肪和葡萄糖代謝、神經發生、神經保護、炎癥和免疫功能等在內的大量生理過程[22]。因此,以包括2-AG 和MAGL 在內的內源性大麻素系統相關蛋白為目標的化合物已被用于或研究用于疼痛、癲癇、精神疾病、代謝疾病、神經退行性疾病和腫瘤等的治療[23-24];大麻素相關藥物及其機制的研究也因此成為近幾十年來的研究熱點,也給上述難治性疾病的治療帶來希望。但目前對其作用機制的有限理解限制了該類藥物的臨床應用。本研究首次提供了KA 的神經毒性作用和2-AG 的神經保護作用與IA直接相關的證據,提示A 型鉀通道可能成為治療興奮性神經毒性所致神經系統損傷或疾病的有效靶點;也對理解內源性大麻素對人體的調節機制和探索其臨床應用途徑開拓了新視角。
此外,帕金森病、亨廷頓病和阿爾茨海默病等神經退行性疾病目前尚無有效治療手段,但越來越多研究證實CN與這些疾病的病理及病理生理機制密切相關:CN 萎縮是亨廷頓病一個已經證實的神經影像學特征[25];研究還發現亨廷頓病患者癥狀發作前CN 就已經受到顯著影響[26];與主觀和輕度認知障礙患者相比,阿爾茨海默病患者的尾狀核體積更大[27];多數帕金森病患者中存在CN 多巴胺功能障[28];有氧運動誘發CN多巴胺釋放增加則與帕金森病患者的運動治療效果相關[29]。由此可見,CN 在神經系統相關疾病的預防、診斷和治療中具有重要的研究價值。本實驗首次證實CN神經元上A型鉀通道參與了2-AG對KA損傷神經元的保護作用,也為上述難治性神經退行性疾病的研究提供了新思路。