缺血性神经元损害中非谷氨酸依赖的钙离子毒性机制

神经损伤与功能重建·2007年5月·第2卷：塑133专家笔谈·缺血性神经元损害中非谷氨酸依赖的钙离子毒性机制刘玲，董强1．南京军区南京总医院神经内科，南京210002；2．复旦大学附属华山医院神经内科，上海200040【摘要】普遍认为细胞内Na一和Ca一进行性堆积能够引起缺血性神经元坏死和凋亡。经典的兴奋性毒性理论认为缺血性神经元死亡是过度激活的离子型谷氨酸受体触发Na一和Ca。一经其进入胞内所致。然而针对兴奋性毒性的NMDA受体拮抗剂在l临床试验中的失败，提示可能还存在其他谷氨酸非依赖性Ca通路。近年来大量研究发现了一些参与控制Na和ca内流或外排、负责维持这两种离子动态平衡的整合膜蛋白，包括细胞外酸化时激活的酸感受性离子通道，氧化应激或神经元氧葡萄糖剥夺时激活的通道TRPM2和TRPM7以及依赖细胞膜两侧电化学梯度的Na一ca。交换体。它们很可能就是引起缺血性神经元死亡的谷氨酸非依赖的钙离子超载机制的分子基础，因而可能代表了更合宜的缺血性卒中治疗的分子靶向。本文通过回顾近几年的研究结果，对它们的结构、功能调节以及在缺血性损伤中的机制作一个评述。【关键词】缺血性卒中；TRPM；ASIC；NCX【中图分类号】R741；R743．3【文献标识码】A【文章编号】1001—117X(2007)03‘0133一O6Glutamate-independentCalciumToxicityinlschemicDamageLIULing，DONGQiang．DepartmentofNeurolo—gY，NanjingGeneralHospitalofNanjingCommand，PLA，Nanjing210002，China[Abstract]ItiswidelyacceptedthattheprogressiveaccumulationofintracellularNa—andCaisadetermina—tantfactorofneuronaldemiseduringcerebralischemiabyprecipitatingnecrosisandapoptosisofvulunerableneu—rons．TheclassictheoryofexcitotoxicityattributesischemicneuronaldemisetothemereconsequenceofNa—andCa2influxthroughglutamate—ionotropicreceptorsactivatedbyglutamatewhichisreleasedintoextracellularspaceduringischemia．Althoughinthepast2decadesavarietyofglutamatereceptorantagonistshaveyieldedpromisingeffectsinanimalmodesofcerebralischemia，theyhavefailedtoelicitanexpectedactioninclinica1trials．Thefailurehassuggestedthatglutamate—independentmechanismsofcalciumentryduringischemiamayexist．Alargenumberofexperimentalworkshavesuggestedthattheclassicexcitotoxicityisanoversimplifiedinterpretationofthechainofeventsdeterminingionicderangementinthedifferentphasesofbrainischemia．Recentlyseveralseminalexperimen—talworkshaveshownthatsomeplasma—membraneintegralproteinsareinvolvedincontrolofNa—andCa一influxoreffluxandresponsibleformaintainingthehomeostasisofthesetwoions，includingacid—sensingionchannelsactiva—tedbyextracellularacidosis，TRPM2andTRPM7，themembersoftransientreceptorpotentialchannelsofthemelastatinfamilyevokedduringneuronaloxygen—glucosedeprivationoroxidativestressandgeneproductsoftheNa一CaexchangerdependingontheratiosofNa—andCa一oncentrationbetweenbothsidesofcytoplasmicmere—brane．whichcanoperateeitherasCa一一efflux／Na一一influxpathway(forwardmode)orasCa一一influx／Na一effluxpathway(reversemode)．Indeed，theseproteinsmayprovidethemolecularbasisunderlyingglutamate—independentCaoverloadtoxicityduringischemicneuronaldemiseand．mostimportant．mayrepresentmoresuitablemoleculartargetsfortherapeuticintervention．Brieflyreviewingrecentexperimentalworksofferssomeinsightsintotheirstructures，physiologicalfunctions，andpossibletoxicmechanismsinischemicneuronaldamage．[Keywords]ischemicstroke；TRPM；ASIC；NCX【收稿日期】2007—05—14【通讯作者】董强，Tel：86—2卜62489999—1401，E-mail：qiangdong@hotmail．corn。维普资讯http://www.cqvip.com134NeuralInjuryandFunctionalReconstruction，May2007，Vo1．2，No董强教授，男，1964年1月出生，上海市人。1985年毕业于重庆医学院医疗系本科，1992年获得神经病学博士学位。现任复旦大学附属华山医院神经内科副主任、主任医师、教授、博士研究生导师，中国卒中中心建设项目上海培训中心主任，上海市教委曙光学者(2003年度)。担任上海医学会神经内科专科委员会副主任委员、上海中西医结合学会神经病学专业委员会副主任委员、上海市神经科学理事会理事。担任中华医学会神经病学分会脑血管病学组成员兼秘书、神经康复学组成员；担任《中国卒中杂志》、《神经损伤与功能重建》杂志副主编、以及《中华老年医学杂志》、《中国神经精神疾病杂志》、《中国临床神经科学》、《中国现代神经病学》、《中风与神经疾病》、《中国脑血管病》等专业杂志的编委。主要从事脑血管病损伤机制的研究以及新治疗方法的探索，在国内外杂志发表论文5O余篇。曾承担博士点项目、自然科学基金项目、十五攻关项目、卫生部重点学科项目、上海市科委年重大攻关项目等多项课题研究。研究成果曾获得四川省科技进步三等奖(1992)、国家科技进步三等奖(1997)；教育部科技进步二等奖(2000)、上海市科技进步三等奖(2004)、上海医学二等奖(2007)。1引言脑缺血时细胞内Na和Ca堆积，引起神经元坏死和凋亡，是决定神经元死亡的关键。细胞内Na浓度升高可引起细胞肿胀、微管结构破坏以及细胞坏死。而Ca”则参与调节包括氧化应激／氮化应激(oxidativeandnitrosativestress)、线粒体功能障碍在内的多条神经元死亡途径_1]。自从Olney首次提出兴奋性氨基酸能引发神经毒性以来]，大量研究证实急性脑损伤时，细胞外谷氨酸浓度迅速升高，能触发Na和ca经离子型谷氨酸受体进入神经元，并由此建立谷氨酸兴奋性毒性理论。根据兴奋性毒性理论，缺血性神经元的死亡就是Na和Ca经谷氨酸受体进入细胞内的结果，这指导了神经变性领域的基础性研究工作近30年。但长久以来，第一、二、三代谷氨酸受体拈抗剂虽然在脑缺血动物试验中均有显著疗效，但应用在人类脑卒中和脑外伤时却没有显示出神经保护作用。因此越来越多的研究者对该理论产生了怀疑并重新评价它在缺血性损伤中的作用，认为谷氨酸兴奋性毒性理论仅能解释发生在缺氧性损害急性期的一些事件，不能被看作发展新的治疗脑缺血的主要靶向。近几年来，研究者们发现一些与Na一和ca一内流或外排有关的整合膜蛋白，在保持这两种离子的动态平衡中起重要作用，认为它们可能在脑缺血过程中也有重要作用。如在缺血缺氧或炎症存在时，局部组织细胞外间隙酸化激活的酸感受性离子通道(acidsensingionchannels，ASICs)，以及在神经元氧一葡萄糖剥夺或再灌注以及氧化应激时激活的通道TRPM2和TRPM7，均能够介导Na和Ca进入细胞内，引起细胞内Na和Ca超载。而NaCa转运体(NaCaexchanger，NCX)在细胞内外Na一和Ca失衡以及电化学梯度改变时激活，通过正向或逆向模式，将Ca或Na排出细胞外或摄入细胞内以维持它们在细胞内外的动态平衡。因此ASICs、TRPM2／7和NCX可能是引起缺血性神经元死亡的谷氨酸非依赖的钙离子超载机制的分子基础，从而可能代表更适宜的治疗缺血性卒中的分子靶向。本文就它们的结构、功能调节以及在缺血性神经元损害中的作用作一综述。2TRPM与缺血性神经元损害2．1TRPM的结构特点TRPM是瞬时受体电位(transientreceptorpotential，TRP)超家族中的melastatin亚族，也称为ITRP(1ongTRPchan—nels)，由8个成员即TRPM1—8组成。与其他TRP通道类似，TRPM通道也由具有6次跨膜螺旋结构域，N末端和C末端均在胞内的亚基组成同聚或异聚四聚体。此外，TRPM通道还有较长的N末端和C末端，并且在TRPM2、6、7的C端还含酶结构域，具有激酶特性，故又称为“通道酶”(chanzymes)，激活后能够磷酸化底物，其中TR—PM6、7又被命名为ChaK2和ChaK1(channel—ki—nase，ChaK)。2．1．1TRPM7的分布、结构特点及功能调节TRPM7在脑、心、肺、肾、肝等组织器官广泛分布，是一种对多种阳离子通透的非Ca选择性通道，具有弱电压依赖性和外向整流性。在细胞膜生理电位维普资讯http://www.cqvip.com神经损伤与功能重建·2007年5月·第2鲞：塑塑水平(一100--40mV)时，通道激活后能产生一较小的内向电流(主要由单价阳离子组成)，膜电位在+100mv时，产生大的外向电流(主要由二价阳离子组成)。与TRPM6通道类似，TRPM7的C端具有丝／苏氨酸蛋白激酶结构域，与其他非典型的a一激酶的结构域类似，其催化核心的三维结构与经典的蛋白激酶极为相似。TRPM7通道酶功能不清楚，激活后除了磷酸化TRPM7通道本身外，annexin1是迄今为止唯一被证明的底物，可能与通道功能调节有关。TRPM7可被细胞内外Ca和Mg浓度比调节(静息状态下，细胞内生理浓度的Mg，Mg一ATP对TRPM7通道有很强的抑制作用，然而Mg又是TRPM7通道激活不可缺少的)。细胞外Ca浓度降低，活性氧物质(reactiveoxygenspe—ties，ROS)／活性氮物质(reactivenitrogenspecies，RNS)及磷脂酰肌醇(PIP)均可激活TRPM7。正常情况下细胞外二价阳离子对单价离子有抑制作用。细胞外pH值降低显著增加TRPM7通道的离子流，可能是H与Ca、Mg竞争位于通道胞外段上的共同结合位点，从而解除了二价阳离子对单价离子的抑制作用。这提示TRPM7可能与酸性病理情况下(如炎症、缺血)重复神经电活动以及癫痫持续状态等引起的组织损伤有关。cAMP信号通路对TRPM7通道也有调节作用。如与Gs受体耦联的B肾上腺素能受体被激活后，经cAMP—PKA通路，增加TRPM7通道电流，而与Gi耦联的毒蕈碱受体激活后抑制cAMP的生成，从而抑制TRPM7通道电流。绝大多数研究者认为，PLC激活后酶解PIP2，而显著抑制TRPM7电流。但Langeslag等运用穿孔膜片钳技术研究转染TRPM7的N1E—l15细胞，发现BK通过Gq—PLC通路激活TRPM7，引起细胞内Ca增加。TRPM7的正常生理功能尚不甚清楚，可能与TRPM6一起调节体内Mg平衡，还与细胞活力、细胞增殖以及细胞周期有关。动物敲除TRPM7基因引起细胞内镁缺乏和发育停滞，导致神经元死亡。突触小泡上的TRPM7可调节交感神经末稍胆碱能神经递质的释放；通过Ca依赖性蛋白酶m—cal—pain(被毫摩尔级Ca抖激活)调节HEK一293细胞的粘附。TRPM7还可以介导一些微量元素(如Cu+、Fe+、Mg+、Mn+、Zn+、Ni+、Co+等)进入细胞，参与许多细胞内重要酶的激活L7]。2．1．2TRPM2的分布、结构特点及功能调节TRPM2也是一种非Ca选择性的阳离子通道，在135血细胞、肝细胞、脑神经元、小胶质细胞以及心肌细胞上均有表达。其N端含calmodulin结合位点，可能与calmodulin对其功能调节有关；其c端含NUDT9一H域，与NUDT9(nucleosidediphos—DhatelinkedmoietyX—typemotif9)腺苷二磷酸核糖(ADP—ribose，ADPR)焦磷酸酶(pyrophos—phatase)的催化域具有同源性。与TRPM7不同，TRPM2不具有细胞外二价离子对单价离子的阻断特征，也无电压整流性。TRPM2主要由ADPR作用于其胞内C端的NUDT9一H域而激活。ADPR可在氧化应激时在线粒体中产生，也可在细胞内多聚ADRP聚合酶1[-poly(ADP—ribose)polymerase，PARP一1]和多聚ADPR糖苷水解酶[-poly(ADP—ribose)glycohydro—lase~激活后对损伤的DNA进行修复时于细胞核产生。包括H。o在内的ROS／RNS、NAD以及细胞内Ca。均可激活TRPM2。此外，花生四烯酸、TNF—a、细胞外Ca一对其有正性调节。一些非甾体类抗炎药物，抗真菌药物能非特异地、可逆地抑制TRPM2通道；而ADPR的分解产物AMP对其则有特异性抑制作用。2．2TRPM2和TRPM7在缺血／缺氧神经元胞内Ca超载中的作用原代培养的皮层神经元氧一葡萄糖剥夺(oxygen—glucosedeprivation，OGD)时，给予谷氨酸受体拮抗剂即抗兴奋性毒性治疗(AET，antiexciotoxictherapy)。对OGD处理1h内的神经元有保护作用。OGD延长至1．5—2．0h，即使联合运用AET、L一钙离子通道拮抗剂、钠通道阻断剂以及阻断目前已知的具有神经毒性的离子通道，也不能抑制细胞内Ca超载和非选择性内向阳离子电流IOGD，不能降低神经元的损伤和死亡。而阻断IOGD或运用SiRNA抑制TRPM7表达则可以阻断TRPM7通道电流，降低Ca的摄取，减少R0S生成，保护缺氧神经元。这可能是由于随着缺氧时间延长，谷氨酸受体失敏以及兴奋性氨基酸释放减少，兴奋性毒性机制在细胞损害中的作用不再占主导所致。而TRPM7通道介导的细胞内钙超载可能位于NMDA受体(NMDAR)介导的一氧化氮(NO)一ROS／RNS生成的下游。缺血早期Ca经NMDAR内流，激活nNOS(神经型一氧化氮合酶)产生NO，后者进一步转化为过氧化亚硝酸盐(ONOO一)，从而激活TRPM7通道，Ca经其内流，从而组成产生RoS／RNS的正反馈环路，最终导致神经元死亡。因此AET仅能延缓缺氧神经元损害，不能阻止严重缺氧时TRPM7的激活及随后的维普资讯http://www.cqvip.com136神经元死亡。而TRPM7功能抑制或表达减少，可以减少Ca。一摄取，减少NO和()。一生成，预防缺氧0GD诱导的神经元变性一。缺血再灌注过程中，产生的大量R()S、RNS、H。0以及ADPR，能够激活TRPM2通道，引发Ca、Na一进入细胞，致细胞膜去极化，随后更多的Na、Ca一经电压依赖性Na一、Ca通道入胞，最终细胞内超载，从而引发一系列与细胞损伤有关的级联反应，因此TRPM2也参与了再灌注过程中神经细胞的氧化损伤。由于SiRNA干扰TRPM7表达后，TRPM2的表达也降低，并且动物TRPM7缺乏或功能完全抑制后不能存活，因此发展选择性TR—PM7、TRPM2阻断剂，选择性阻断通道上的ROS／RNS作用位点，尤其是TRPM2的ADPR调节位点的药物，极有可能成为缺血性卒中治疗的新靶向1。3ASICs与缺血性神经元损害3．1ASICs的分布、结构、功能特点及调节ASICs是一类新的非电压依赖的配体门控离子通道，属于钠通道超家族即Deg／ENaC超家族的一员。ASICs广泛分布于外周、中枢神经系统，一些特殊组织如味蕾、骨等也有分布，主要位于细胞的胞体和轴突分支以及树突的膜上。已经克隆了由4个基因编码的6个ASIC亚基，即ASIC1a、ASIC1b、ASIC2a、ASIC2b、ASIC3和ASIC4。不同组织中亚基分布不同，中枢神经系统主要表达ASIC1、ASIC2和ASIC4，而ASIC3(主要在背根神经节神经元)很少。ASICs通道蛋白是由不同亚基组成的同聚或异聚四聚体，因此具有不同的动力学特征，不同的pH值敏感性，在组织中的功能也不尽相同：let。当细胞外pH值迅速下降时ASICs被瞬间激活，产生以Na为主的内向电流，其功能活动受体内外许多因素调节，如非甾体抗炎药、神经肽FF和FMRF可以减慢通道的失活。Ca经()GD处理的原代培养海马神经元上的NMDAR进入细胞，通过激活CaMKII，磷酸化ASIC1a，而增加ASIC1a电流，同时细胞外Ca。浓度降低又可以激活ASIC1a。而Zn、Mg。和一些多价离子能使ASICla和ASIC1b的失敏值偏向更酸，Pb可抑制ASIC1、3介导的膜去极化；而Ni。能结合在ASICs的孔道开口处，减少通道的开放几率。在正常激活所需的pH值范围内，还原剂如二硫苏糖醇(DTT)以及还原型谷胱甘肽(GSH)能可逆地增强ASICs电流，而氧化剂如二硫代双硝基苯甲酸(DTNB)和ROS则NeuralInjuryandFunctionalReconstruction，May2007，Vo1．2，No．3有抑制作用。一些丝氨酸蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶、蛋白酶K等对ASICla也有调节作用。此外，ASICs各个亚基之间也可能存在着相互调节作用：。。ASICs参与了许多重要的生理活动。如ASIC1a能影响突触的可塑性以及长时程增强的建立，参与学习记忆过程，此外，ASICla基因敲除的动物缺乏对恐惧刺激的线索和条件反应，其基本的恐惧感觉消失2ts'。ASICs还与痛觉、酸味觉的形成有关。3．2ASIC1a诱发的缺血性神经元Ca超载大量研究发现经ASICs进入细胞内的阳离子在细胞死亡中起重要作用，并且已经证实ASIC1a在缺血性脑损害中的作用。由于ASICla亚基组成的同聚体ASICla对Ca具有很高的通透性，而其他亚基组成的同聚体或ASICla亚基组成的异聚体则几乎无Ca通透性。因此当缺血缺氧、能量匮乏、Na—K—ATP酶功能衰竭时，无氧代谢增加导致乳酸堆积，组织间隙pH值显著降低(一般在血糖正常时，pH<6．5。在高血糖时，pH<6．0)，ASICla激活，介导Ca一进入细胞，引起细胞内Ca超载及神经元损伤。而运用碳酸氢钠提高损伤局部组织细胞外的pH值。或ASICs阻断剂阿米洛利，或ASICla特异性阻断剂狼蜘蛛毒素(psalmotoxin-1)对OGD引起的神经细胞损伤或MCA()或全脑缺血模型动物均有显著的神经保护作用，并将兴奋性氨基酸拈抗剂脑保护治疗的时间窗从1h延长至6h。小鼠ASICla基因敲除后能保护实验性脑缺血诱导的脑组织损伤。因此研发ASICla特异性阻断剂，在低氧／缺血、炎症以及癫痫持续状态等酸性病理过程中具有良好的应用前景一。4NCX与神经元的缺血性损伤4．1NCX的结构、分布及功能调节NCX是具有9次跨膜结构域，N端位于胞外，C端位于胞内的一种反向转运体，属于膜蛋白超家族中的一员。根据细胞内外Ca、Na一浓度差以及细胞膜电压，既能以Na一内流／Ca’外流(正向模式)，也能以Na外流／Ca?一内流(逆向模式)运行。Na与Ca为3：1或4：1。目前已发现并克隆了3种不同的NCX基因产物，它们在不同组织分布不同，心脏仅表达NCX1，在中枢神经系统三者均有表达，但NCX2和NCX3则为其与骨骼肌所特有的。NCX的功能活动受体内多种因素影响。细胞内Na一能浓度依赖性失活NCX介导的Ca。流，而维普资讯http://www.cqvip.com神经损伤与功能重建·2007年5月·第2卷·第3期PIP能消除细胞内Na诱导的NCX失活。ATP可增加细胞外Na依赖性Ca。外排；细胞内Ca能激活而H则可抑制NCX；氧化还原剂和包括Ho在内的ROS可激活NCX，PKC可增加NCX对细胞内Ca。和细胞外Na的亲和力。4．2NCX在维持缺血／缺氧时神经细胞内外Na一和Ca平衡中的作用当缺氧引起细胞膜上的ATP依赖性Na／K+_ATP酶和Ca一ATP酶功能损害时，NCX在维持细胞内Na和Ca。一稳定中起着重要作用。大量研究发现缺氧时NCX激活似乎是以神经保护性作用为主。在神经元缺氧的早期，由于Na／K+_ATP酶活性降低，细胞内Na浓度急剧升高，细胞膜去极化，激活电压依赖性Na一和Ca通道以及离子型谷氨酸受体。在细胞内Na超载时，NCX被迫以逆向方式运转，促进细胞内Na外流而Ca。内流。尽管这必然引发细胞内Ca浓度升高，但同时也降低了细胞内的Na一浓度以及Na超载引起的细胞肿胀和细胞坏死，因此其效应可能是有益的。在神经元缺氧的晚期，细胞内Ca超载，NCX以正向模式运行，降低细胞内Ca一浓度，因此对Ca。超载引起的神经毒性作用以及随后的细胞死亡有保护作用_2。4．3NCX的不同基因产物在缺血性损害中的作用由于NCX有3种不同的基因产物NCX1—3，而它们对细胞内ATP水平敏感性也不同，ATP是NCX1、2的活动所必需的，而NCX3在缺乏ATP时仍能运行。ATP耗竭时，NCX1和2功能可能发生紊乱，而NCX3的活动并无影响。因此NCX在缺氧性神经元变性过程中的作用比较复杂。在脑损伤早期，ATP水平显著下降，Na一／K—ATP酶功能衰竭，细胞内Na浓度升高主要发生在缺血核心区。NCX以逆向模式运作促进Na外流而Ca抖内流，有助于神经元对抗细胞内Na一超载引起的细胞急性坏死。由于仅NCX3对ATP水平的不敏感，而NCX3在缺血核一fi,区的脑组织中正常表达，因此它是在ATP急剧耗竭时唯一能保存功能的NCX亚型，故缺血核一fl,区的神经元的命运可能在很大程度上由NCX3决定。研究显示转染NCX3基因的细胞与稳定表达NCX1或NCX2的宿主细胞相比，对缺氧性损害的易损性降低。而半影区由于ATP消耗较少，Na／K—ATP酶的功能仍然保留，因此该区域3种NCX都以正向模式运行。在脑缺血的后期，通过排出细胞内Ca卜，NCX可降低半影区内的神经元和轴突的Ca超载神经毒性。因此，半影区3种NCX亚型共同参与可能比缺血137核心区的NCX3单独活动对神经元的营救更有效：。。2004年，Pignataro等发现大鼠大脑中动脉永久性阻塞后，缺血核一fi,区NCX1和NCX3蛋白水平显著下降，而半影区仅NCX3蛋白降低，提示它们可能被降解，因此纠正离子紊乱的NCX1和NCX3的功能活动也大受抑制。特定抑制NCX1和NCX3转录可明显使大脑中动脉永久性阻塞后的脑损害恶化，而抑制NCX2转录则无影响。此外还发现半影区编码NCX1和NCX3蛋白的mRNA水平在蛋白水平降低的情况下显著升高，提示在NCX蛋白降解增加的同时NCX基因转录代偿性增加，而同区域NCX2的rrlRNA下调，可能是缺血诱导的重复扩布抑制样的去极化波触发了神经元去极化的结果。2005年，Bano等间接证实了脑缺血可能导致NCX发生广泛的蛋白降解。他们还发现兴奋毒性浓度的谷氨酸能引起培养小脑颗粒细胞的NCX1和NCX3分别被caspase一3和calpain裂解。而An—nunziato等发现NGF的下游效应分子Akt亚型，Aktl可以通过调节NCX1、NCX2和NCX3基因产物的表达和功能而发挥神经保护作用。5结语总之，经典的兴奋性毒性理论对脑缺血不同阶段引起神经元离子紊乱的级联事件的解释过分简单了。而TRPM7和TRPM2以及ASICs是近年来发现的在缺血／缺氧性损害时能够引起谷氨酸非依赖的Ca超载的新角色。在氧和能量剥夺时，ATP产生降低，Na一／K—ATP酶功能衰竭，细胞内Na浓度显著升高，引起细胞膜去极化时，电压依赖性Na。和Ca通道开放，细胞外Na和Ca。浓度迅速降低，谷氨酸释放入细胞外间隙，激活具有Na和Ca通透性的谷氨酸受体，从而放大上述过程，进一步降低细胞外Ca。一浓度。细胞外的Ca。浓度降低触发更多的Na和ca。一经TRPM7通道进入细胞。同时细胞内代谢向无氧酵解漂移导致乳酸堆积、细胞外酸化、pH值下降，激活ASICs，从而允许更多的Na一和Ca。卜进入细胞内。最终导致细胞内Ca超载，触发ROS／RNS生成，它们以正反馈形式增强TRPM2和TRPM7的活动，进一步加重细胞内Na一和Ca’超载。而NCX是作为非谷氨酸介导的神经毒性理论中的第3个角色，可能阻扰TR—PM7、ASICs和NMDAR依赖的细胞内Na和Ca超载。NCX能快速提高对细胞内Ca。浓度升高和氧化／硝基化应激的反应。而细胞膜磷脂维普资讯http://www.cqvip.com138PIP，作为IP。和DAG的前体物质，可同时正性调控NCX和TRPM7的活动。脑缺血时某些脑区PIP浓度可能发生变化，从而影响NCX和TRPM7的功能，继而很可能对发生在神经元上的离子紊乱事件的调节起重要作用。总之，NCX、TRPM7／2和ASICs在缺血性神经元死亡中所起的关键性作用，为今后发展新的、克服抗谷氨酸能受体药物缺陷的、有效治疗卒中的措施所需的分子和电生理方面的研究铺平了路。【参考文献】[1]sYNTICHAKIP，TAVERNARAKISN．TheBio—chemistryofNeuronalNecrosis：RogueBiology[JJ?NatRevNeurosci(S1471—0048)，2003，4：672—684．[2]0LNEYJw，HO0L，RHEEV，eta1．Letter：Neu—rotoxicEffectsofGlutamate[J]．NEnglJMed(S0028—4793)，1973，289：1374—1375．[3]IK0N0MID0uc，TuRsKIL．whyDidNMDARe—ceptorAntagonistsFailClinicalTrialsforStrokeandTraumaticBrainInjury[J]?LancetNeuro(S0140～6736)，2002，1：383—386．[4]XIONGZG，zHuxM，CHUxP，eta1．Neuroprotec—tioninIschemia：BlockingCalcium—permeableAcid—sensingIonChannels[J]．Cell(S0092—8674)，2004，118：687—698．[5]AARTSM，IIHARAK，WE1wL，eta1．AkeyRoleforTRPM7ChannelsinAnoxicNeuronalDeath[J]．Cell(S0092—8674)，2003，l15：863—877．[6]ANNUNZ1ATOL，PIGNATAROG，DIRENZOGF．PharmacologyofBrainNa一／CaExchanger：fromMolecularBiologytoTherapeuticPerspectives[J]．PharmacolRev(S0031—8108)，2004，56：633—654．[7]MILLERBA．TheRoleofTRPChannelsinOxidativeStress—inducedCellDeath[J~．JMembrBiol(S0022——2631)，2006，209：31—41．[8]MCNULTYS，FONFRIAE．TheRoleofTRPMChannelsinCellDeath[J]．PflugersArch—EurJPhysiol(S0031—6768)，2005，451：235—242．[9]KRAPIVINsKYG，M0CHIDAs，KRAPIvINsKYL，eta1．TheTRPM7IonChannelFunctionsinCholinergicSynapticVesiclesandAffectsTransmitterRe—lease[-J]．Neuron(S0896—6273)，2006，52：485—496．[103JOHNFM，MICHAELFJ．ResponsesofCentralNeu—ronsTransientReceptorPotentialChannelsoftheMelastatinFamilyandIschemicResponsesofCentralNeurons[J]．Stroke(sOo39—2499)，2007，38：665～669．NeuralInjuryandFunctionalReconstruction，May2007，Vo1．2，No．3[11]FRANKJP，KUHNIH，ANDREASL．TRPM2：aCalciumInfluxPathwayRegulatedbyOxidativeStressandtheNovelSecondMessengerADP—ribose[J]．PflugersArch—EurJPhysiol(S0031—6768)，2005，451：212—219．[12]XIONGZG，CHUXP，SIMONRP．Ca一permeableAcid—sensingIonChannelsandIschemicBrainInjury[J]．JMembrBiol(S0022—2631)，2006，209：59—68．[133GAOJ，wuLJ，LINx，eta1．PropertiesofthePro—ton—evokedCurrentsandTheirModulationbyCaandZnintheAcutelyDissociatedHippocampusCA1Neurons[J]．BrainRes(S0006—8993)，2004，1017：197—2O7．[14]ASKWlTHCC，WEMMIEJA，PRICEMP，eta1．AcidsensingIonChannel2(ASIC2)ModulatesASIC1aactivatedCurrentsinHippocampalNeurons[J]．JBiogolChem(S0021—9258)，2004，279：18296—18305．[15]POIROT0，VUKICEVICM，BOESCHA，eta1．Se—lectiveRegulationofAcid—sensingIonChannel1bySerineProteases[J]．JBiogolChem(S0021—9258)，2004，279：38448—38457．[16]GAOJ，DUANB，WANGDG，eta1．Couplingbe—tweenNMDAReceptorandAcid—sensingIonChannelContributestoIschemicNeuronalDeath[J]．Neuron(S0896—6273)，2005，48：635—646．[17]VUKICEVICM，WEDERG，BOILLATAL，eta1．TrypsinCleavesAcid—sensingIonChannellainaDo—mainthatIsCriticalforChannelGating[J]．JBiogolChem(S0021—9258)，2006，281：714—722．[18]WEMMIEJA，CORYELIMw，CANDICEC，eta1．()VerexpressionofAcid—sensingIonChannellainTransgenicMiceIncreasesAcquiredFear——relatedBe——havior[J]．PNAS(S0027—8424)，2004，101，3621—3626．[19]SIMONR，XlONGZ．AcidotoxicityinBrainIschae—mia[J]．BiochemSociTransactions(S0300—5127)，2006，34：1356—1361．[2o]ANNUNZIATOL，PIGNATAROG，DIRENZOGF．PharmacoMolecularPharmacoogyofBrainNa／CaExchanger：FromBiologytoTherapeuticPerspectives[J]．Rev(Soo31—8108)，2004，56：633—654．[21]HINATAM，MATSUOKAI，1wAM()T()T，eta1．MechanismofNa一／Ca一ExchangerActivationbyHy—drogenPeroxideinGuinea——pigVentricularMyocytes[J]．JPharmacolSci(s1347—8613)，2007，1O3。283—292．(下转第163页)维普资讯http://www.cqvip.com神经损伤与功能重建·2007年5月·第2卷·第3期[6]HEDERAP，BUJDAKOVAJ，TRAUBNERP．EffectofCollateralFlowPatternsonOutcomeofCa—rotidOcclusion[J]．EurNeurol(SO014—3022)，1995，35(4)：212—212．[73[830ZGURHT，KENTWALSHT，MASARYKA，eta1．CorrelationofCerebrovascularReserveasMeasuredbyAcetazolamide-challengedSPECTwithAngiograph—icflowPatternsandIntraorExtracranialArterialSte—nosis[J]．AJNR(SO195—6108)，2001，22：928—936．高山，黄一宁，金征宇，等．颈内动脉严重狭窄或闭塞患者颅内侧支循环的建立——经颅多普勒超声与数字减影血管造影的对照研究[J]．中国超声医学杂志，1999，16315(4)：283—286．[91VERNIERIF，PASQUALETTIP，MATTEISM，etal_EffectofCollateralBloodFlowandCerebralVaso—motorReactivityontheOuteomeofCarotidArteryOcclusion[J]．Stroke(S0039—2499)，2001，32(7)：1552—1558．r1O]ADAMSHP，DAVISPH，LEIRAEC，eta1．BaselineNIHStrokeS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