锌慢性处理特异性下调培养海马神经元表面含有NR2A亚基NMDA受体表达

摘要

脑是人体含锌最丰富的器官之一，而锌在脑内的分布又非常特异，它主要存在于海马、皮层、杏仁核等部位。在神经元内锌可以与若干种酶、转录因子等蛋白紧密结合构成辅基或者结构性单位，同时它也能和金属硫蛋白疏松结合构成神经系统中流动的“锌库”，最为特别的是锌在谷氨酸能神经元的突触前囊泡内大量存在，其浓度能够达到μM级别，并且能够随着神经元兴奋与谷氨酸同时被释放到突触间隙调节突触后神经元的功能。上诉三种锌组分构成神经体统内锌的主要来源，这三部分锌并不是固定不变的它们之间也存在着精细调节，一同构成了神经系统内锌平衡，而这种平衡对于神经系统的稳定又是至关重要的。
　　锌在神经系统一个重要功能的体现是其对各种受体的调节，由于锌分布部位的特异性，在神经元兴奋时又与谷氨酸同时释放，这些都提示锌对于谷氨酸受体的调节可能有着非常重要的作用。同时研究也已发现锌对NMDA受体的调节非常复杂，包括直接作用和间接作用。锌对NMDA受体的直接作用表现为构象抑制，且这种抑制作用依赖于NMDA受体亚基的构成。对于含有NR2A亚基的NMDA受体(NR2A-containing NMDA)，锌在低浓度时(5-300 nM)表现为高亲和力电压非依赖性抑制作用；在高浓度时(45-79μM)表现为低亲和力电压依赖性抑制作用。而对于NR2B-containing NMDA受体锌的抑制作用为电压依赖性的同时半数抑制浓度(IC50)在μM级别。锌随着突触释放可以由突触后神经元上的若干受体、通道进入到突触后神经元引起后者胞内锌浓度([Zn2+]i)的增加，而这部分锌能够调节胞内若干条信号通路，比如蛋白激酶C(PKC)-Src激酶信号通路，Ca-钙调蛋白激酶(CaMKⅡ)信号通路等，而这些信号途径是胞内调节NMDA受体重要的途径。因此锌被认为是参与了NMDA受体介导兴奋性以及突触可塑性的重要调节因子。
　　NMDA受体活性的改变被认为是退行性疾病中(比如Alzheimer Disease，AD)的重要致病因素；而在这些疾病过程中锌浓度异常增加也是一种极其明显的病例改变，但是关于锌慢性增加和NMDA受体之间的关系现在还知之甚少。本文的工作主要是探索它们之间的关系。在我们的实验系统中发现，体外培养海马神经元给予100nM锌慢性处理发现，锌能使NR2A-containing NMDA受体表面表达下降且使NMDA受体功能发生改变，而锌慢性处理之后NR2A-PSD95-Src复合物的解离可能是主要机制。这种现象揭示了锌离子对NMDA受体存在着慢性作用，而这种作用可能是慢性疾病过程中NMDA受体功能改变的一个重要机制。