Sigma受体对视网膜神经节细胞的谷氨酸受体活动的调制及其机制

Sigma受体是一独立的受体家族，广泛分布于中枢神经系统,并参与多种生理和病理生理过程。最近的研究表明，视网膜作为中枢神经系统的一部分，其神经元也表达sigma受体，提示sigma受体可能参与视网膜的生理功能，sigma受体在视网膜神经信号的传递、分析和整合中的作用（神经调制作用）显然有着重要的意义。在本申请中，我们将运用多学科技术：免疫组织化学共聚焦激光扫描显微镜技术、膜片钳记录、药理学方法、钙成像技术等，以视网膜神经节细胞为对象，研究sigma受体在神经节细胞上的表达以及sigma受体如何调制神经节细胞上AMPA受体和NMDA受体介导的电流，并阐明这些调制的胞内机制。这些研究不仅有助于了解sigma受体在视网膜中的生理功能，对阐明其可能的神经保护作用的机理也将提供启示。

Sigma受体（σR）作为一独立的受体家族，具有独特的药理学特性，包括σR1和σR2两个成员。σR1在中枢神经系统分布广泛，并参与多种生理和病理生理过程。最近的研究表明，视网膜作为中枢神经系统的一部分，其神经元也表达σR，提示σR可能参与视网膜神经信号的传递、分析和整合作用（神经调制作用）。本项目运用免疫组织化学共聚焦激光扫描显微镜技术，首次系统报道了σR1 表达在大鼠视网膜的大部分神经元上，包括神经节细胞（GC）。. 进一步在大鼠视网膜薄片标本上用全细胞膜片钳技术研究了σR1激活对GC的NMDA受体介导电流的影响，结果显示，SKF或PRE-084(σR1激动剂)剂量依赖性压抑不同类型（ON, OFF 型） 的大鼠GC上NMDA受体介导的电流。胞内施加G蛋白阻断剂GDP-β-S和Gi/o激动剂Mastoparan，可削弱SKF对NMDA电流的抑制作用。进而，我们详细地研究了SKF对NMDA电流压抑的胞内机制。胞内施加PI-PLC抑制剂U73122可明显削弱SKF的作用，而PC-PLC阻断剂D609却不起作用。此外，当细胞内处于Ca2+-free的条件下（含10 mM BAPTA），SKF的抑制作用几乎消失，表明SKF对NMDA电流的抑制作用依赖于胞内钙离子浓度。当给予xestospongins-C或heparin阻断胞内IP3受体介导的钙库释放，SKF的抑制作用消失，但给予ryanodine或caffeine作用于ryanodine受体介导的钙库释放，SKF仍能抑制NMDA电流。然而，NMDA电流也可被PKC的阻断剂Bis IV和Gö6976抑制。. 为了探讨SKF对NMDA电流压抑的生理意义，我们研究了σR1激活对不同GC上NMDA受体介导的光反应的影响。结果表明，SKF可以压抑ON型、OFF型和ON-OFF型GC上NMDA受体介导的光诱发的兴奋性突出后电流，提示σR1激活可能参与了生理条件下的信息传递。然而，σR1激活并不影响GC上AMPA受体介导的微小兴奋性突触后电流，即不影响双极细胞谷氨酸的释放水平。这些结果提示，在大鼠GC上激活σR1有可能通过G蛋白-胞内Ca2+依赖的PLC-PKC通路压抑NMDA受体的活动。这种压抑作用可以改善在病理状态下由于过度刺激NMDA受体引起的GC的功能失活。