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3讨论
UPR是神经元受到损伤刺激后首先做出的反应，是中枢变性疾病如帕金森斯病、早老性痴呆、脊髓损伤、脑缺血损伤等引发神经元丢失的最早原因[610]，常发生于内质网中。以往研究证实UPR亦与视网膜视神经疾病有关。Ryoo等[11]2007年报告，给予果蝇二硫苏糖醇干扰视网膜神经节细胞蛋白折叠（影响蛋白肽链二硫键的形成）引发UPR，可导致视神经变性死亡，预示UPR也可能是视网膜神经细胞及其纤维渐进性死亡的首发病理机制。然而这些研究大多是以rhodopsin突变导致rhodopsin蛋白沉积（基因突变影响了蛋白的折叠）为研究前提的，对于眼科领域如外伤、眼内压长期过高、缺血等损伤原因尚未作研究。因此我们采用钳夹伤模型探讨视网膜节细胞的非折叠蛋白反应及其机制，以期为早期有效地干预UPR，预防RGC变性提供理论依据。
双链RNA激活蛋白激酶样ER激酶（doublestranded RNAactivated protein kinaselike ER kinase, PERK）、需肌醇酶1（inositol requiring enzyme 1, IRE1）是启动UPR信号通路的感受器分子，在正常情况下，处于失活状态，内质网内环境变化时，PERK与IRE1均可自身磷酸化而激活，前者可抑制蛋白的翻译起始速度，后者可启动凋亡程序[5,8,1316]。钙联蛋白(calnexin)是内质网中重要的类凝集素分子伴侣,是内质网的标记蛋白。我们发现，在视神经夹伤后，各损伤组RGC层PERK，calnexin的表达及阳性细胞数量均较对照组增强（P<0.05），说明视神经钳夹伤后，RGC内质网启动UPR，通过上调PERK表达来降低蛋白翻译起始速度，达到一种自我保护的目的。然而这种自我保护是短期，从24h高峰过后二者表达便逐渐减弱，同时损伤后8h的各个时间点，IRE1α与AMPA（GluR2）表达增强，UPR一方面通过IRE1α启动RGC凋亡；另一方面通过AMPA（GluR2）增加RGC对兴奋性神经毒性递质的敏感性，从而更易向凋亡程序发展。在夹伤后3d时RGC便出现FluoroJade C（特异性反映中枢神经细胞处于变性状态的一种荧光染料[17]）阳性反应染色，并与GluR2的表达呈现双标,说明RGC确实发生变性凋亡，并且与GluR2上调有关。有研究证实UPR是神经元将滞留在内质网内AMPA受体亚基GluR1，GluR2，GluR5分泌到细胞膜上的信号通路，通过胞浆IRE1，XPP1途径能将内质网内的GluR1，GluR2，GluR5选择性大量表达到细胞膜上，并且发现这种现象依赖于动物（线虫）的年龄以及神经元类型[18，19]，我们亦观察GluR2在胞膜上表达亦明显增强。因此UPR是细胞在受到伤害性刺激后短时间内的一种自我保护机制，但如果不能及时终止UPR，细胞就会进入凋亡程序而向自我裂解过程发展。
此外，我们还观察到除RGC发生凋亡外，在内核层个别双极/无长突细胞也出现FluoroJade C阳性反应，但GluR2表达阴性，其确切机制还不太清楚，因此UPR对于视网膜其它神经细胞及纤维的影响与机制还有待于进一步研究。
【参考文献】
1 王泽洪,吴乐正.神经生长因子与视觉神经生物学.眼科研究1997;15(3):207210
2李双,姜发纲,李琳玲.金丝桃素对慢性高眼压兔视网膜神经节细胞保护作用的组织学观察.国际眼科杂志 2007;7(2):411 413
3崔志利,康军,王琳,等.神经营养因子影响视神经夹伤后视网膜GAP 43mRNA 表达变化.国际眼科杂志 2005;5(5):902 906
4王建洲,贺翔鸽,谢琳,等.Nogo 蛋白在正常大鼠视神经视网膜的表达.国际眼科杂志 2006;6(6):1302 1304
5 Harding HP, Calfon M, Urano F, et al. Transcriptional and translational control in the mammalian unfolded protein response. Annu Rev
Cell Dev Biol2002;18:575599
6 Holtz WA,OMalley KL.Parkinsonian mimetics induce aspects of unfolded protein response in the death of dopaminergic neurons. J Biol Chem 2003;278:1936719377
7 Kumar R, Krause GS, Yoshida H, et al. Dysfunction of the unfolded protein response during global brain ischemia and reperfusion. J Cereb Blood Flow Metab 2003;23:462471
8 DeGracia DJ, Kumar R, Owen CR, et al. Molecular pathways of protein synthesis inhibition during brain reperfusion: implications for neuronal survival or death. J Cereb Blood Flow Metab 2002;22(2):127141
9 Paschen W, Aufenberg C, Hotop S, et al. Transient cerebral ischemia activates processing of xbp1 messenger RNA indicative of endoplasmic reticulum stress. J Cereb Blood Flow Metab 2003; 23:449461
10 Tashiro J, Kikuchi S, Shinpo K, et al. Role of p53 in neurotoxicity induced by the endoplasmicm, reticulum stress agent tunicamycin in organotype slice cultures of rat spinal cord. J Neurosci Res 2007;85:395401
11 Ryoo HD, Domingos PM, Kang MJ, et al. Unfolded protein response in a Drosophila model for retinal degeneration. EMBO J 2007;26:242252
12杜兆江,杨新光,刘杰,等.Cop21诱导的自体免疫反应对慢性高眼压大鼠视网膜神经节细胞的保护作用.眼视光学杂志 2006;8(4):224227
13 Wu J, Kaufman RJ. From acute ER stress to physiological roles of the unfolded protein response. Cell Death Differ 2006;13:374384
14 Marciniak SJ, Ron D. Endoplasmic reticulum stressing in disease. Physiol Rev 2006;86(4):11331149
15 Urano F, Wang X, Bertolotti A, et al. Coupling of stress in the ER to activation of JNK protein kinase by transmembrane protein kinase IRE1. Science 2000;287:664666 上一页 [1] [2] |
