线粒体复合体III氧化中心和还原中心抑制对PKC亚型的激活作用及机制

线粒体电子传递链功能抑制与多种神经系统疾病密切相关。但目前对线粒体电子传递链功能抑制后的下游机制了解很少。我们实验室过去的研究工作证明复合体III还原中心和氧化中心抑制后虽然对神经元钠电流的作用相反，但它们均与PKC激活有关。对此现象，我们提出的假说是线粒体复合体III氧化中心和还原中心抑制后可能涉及到不同PKC亚型介导的信号传导通路，而这些通路对神经元钠电流具有相反的作用。为验证此假说，我们将采用生物化学方法结合药理学研究方法研究复合体III氧化中心和还原中心抑制后对PKC亚型的激活作用，研究它们激活这些PKC亚型的机制，以及研究不同PKC亚型激活后的转位情况。本课题研究对揭示线粒体电子传递链复合体III功能抑制后的下游机制，对阐明线粒体在病理环境下所表现出的复杂作用，对明确线粒体在神经系统疾病中的作用及对设计药物进行有效干预具有重要的理论和实际意义。

本课题以线粒体呼吸链复合体III两个活性中心的特异性抑制剂Antimycin A和Myxothiazol作为工具药来模拟缺氧情况下线粒体呼吸链复合体III的功能抑制，并进而以全细胞膜片钳技术来研究线粒体复合体III的功能抑制对于电压门控钙离子通道的作用及其产生作用的内在机制。实验结果表明，线粒体呼吸链复合体III的抑制剂Antimycin A对于电压门控的钙离子通道的功能存在抑制作用，而抑制剂Myxothiazol对于电压门控的钙离子通道的功能存在着增强作用。我们的研究还表明，过氧化氢的清除剂和羟自由基的生成抑制剂能够取消Antimycin A对于钙离子通道的抑制作用而超氧阴离子的清除剂能够取消Myxothiazol对于钙离子通道的增强作用。进一步的研究表明，广谱的PKC抑制剂Chelerythrine能够阻断Antimycin A和Myxothiazol对于钙离子通道的调控作用。对于Antimycin A作用机制的进一步研究表明，经典型PKC抑制剂Ro318220能够取消Antimycin A对于钙电流的抑制作用；CGP 53353 4μM（PKC β亚型的抑制剂）也能够取消Antimycin A对于钙电流的抑制作用，而CGP 53353 0.5μM（PKC βII亚型的抑制剂）却不能够取消Antimycin A对于钙电流的抑制作用。此外经典型PKC激动剂Thymeleatoxin能够模拟Antimycin A对于钙电流的抑制作用。以上这些结果提示Antimycin A是通过H2O2-羟自由基-cPKC通路（主要是PKCβI）来发挥对于钙电流的抑制作用的。对于Myxothiazol的机制研究表明，PKC δ亚型的抑制剂能够取消Myxothiazol对于钙电流的增强作用。此外PKC δ亚型的激动剂也能够模拟Myxothiazol对于钙电流的增强作用。以上的这些结果表明Myxothiazol是通过超氧阴离子-nPKC通路（主要是PKCδ）来发挥对于钙电流的增强作用的。