Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路与Na/K-ATP酶/哇巴因-EGFR协同调控星形胶质细胞水肿研究

Ammonia-induced astrocyte swelling plays a major role in the pathogenesis of hepatic encephalopathy (HE). However, mechanisms by which ammonia exerts its neurotoxicity still remain poorly understood. We previously reported that Na/K-ATPase mediated epidermal growth factor receptor (EGFR) transactivation plays an important role in ammonia induced astrocyte swelling. Ca2+-phosphotide dependent protein kinase cascade is a transmembrane signal transduction pathway downstream of EGFR. Our preliminary results showed that inhibition of this pathway significantly alleviated ammonia induced astrocyte swellig. Based on this, we throw the hypothesis that Ca2+-phosphotide dependent protein kinase is involved in ammonia induced astrocyte swelling through interaction with Na/K-ATPase-EGFR signaling. This project amis to explore, both in vitro (using astrocyte cultures) and in vivo (using trangenic mice with fluorescence labeled astrocytes), the role of Ca2+-phosphotide dependent protein kinase pathway in ammonia induced astrocyte swelling, its relationship with Na/K-ATPase-EGFR signaling and the crosstalk between this pathway with MEK/ERK signaling. This project would further clarify the undyling mechanism of ammonia induced astrocytic sweling and thus promises to provide novel and specific target for HE therapy.

氨诱发星形胶质细胞水肿是肝性脑病的发病基础，但氨致细胞水肿机制不明。我们前期证实Na/K-ATP酶/哇巴因介导的表皮生长因子受体（EGFR）转激活在氨致星形胶质细胞水肿中具有重要作用。Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路是EGFR下游跨膜信号转导途径。我们预实验证实抑制该通路可显著缓解氨诱导的星形胶质细胞水肿。因此，我们推测Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路可能通过与Na/K-ATP酶/哇巴因-EGFR相互作用介导氨诱导的星形胶质细胞水肿。本研究拟利用原代培养的星形胶质细胞及荧光标记星形胶质细胞转基因小鼠，从体内体外两个水平研究Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路在氨致星形胶质细胞水肿的作用，其与Na/K-ATP酶/哇巴因-EGFR通路活化间的关系及其与MAPK/ERK通路间的交互作用关系。该项目将进一步阐明肝性脑病的发病机理，并有望为临床上该症的治疗提供新的、有针对性的靶点。

氨诱发星形胶质细胞水肿是肝性脑病的发病基础，但氨致细胞毒性机制不明。我们前期证实Na/K-ATP酶/哇巴因介导的表皮生长因子受体（EGFR）转激活在氨致星形胶质细胞水肿中具有重要作用。Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路是EGFR下游跨膜信号转导途径。我们预实验证实抑制该通路可显著缓解氨诱导的星形胶质细胞水肿。因此，我们推测Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路可能通过与Na/K-ATP酶/哇巴因-EGFR相互作用介导氨诱导的星形胶质细胞水肿。本研究重点探讨Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路活化与氨致星形胶质细胞水肿的关系；氨刺激条件下，Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路与Na/K-ATP酶/哇巴因-EGFR信号相互作用关系；以及Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路与MAPK/ERK通路间的交互作用关系研究。通过研究，我们证实Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路可通过与Na/K-ATP酶/哇巴因-EGFR通路协调互作，共同参与氨诱导的星形胶质细胞毒性。具体地，我们得到了以下主要科学发现：.1）Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路上的PLC、Ca2+、PKC等关键信号分子的活化均与氨诱导星形胶质细胞表皮生长因子受体（EGFR）的间接激活和水肿密切相关。而且，证实了Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路通过激活经典MAPK通路ERK1/2介导氨的星形胶质细胞毒性；.2）非特异性受体酪氨酸激酶抑制剂染料木黄酮对氨诱导的星形胶质细胞老化具有保护作用，该保护作用与其抗氧化活性有关；.3）氨对星形胶质细胞表现出启动自噬和阻断自噬流的双重作用；而促进自噬活性的药物干预对于氨诱导的星形胶质细胞毒性呈现明显的保护作用；.4）Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路上的关键细胞分子PKC可通过与Na/K-ATP酶/哇巴因-EGFR相互作用，共同参与氨对星形胶质细胞的毒性作用。其中PKCδ位于Na/K-ATP酶/哇巴因-EGFR信号通路的上游，而PKCα则依赖于EGFR的酪氨酸激酶活性。.以上研究问题的阐明，进一步阐明Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶通路在氨诱导星形胶质细胞毒性中的作用和机制，并为相关药物的研发提供新的作用靶点，对于进一步理解重症肝病及其神经系统并发症的发病机理，以及相关治疗手段的开发都具有重要意义。