舒巴坦通过胶质细胞谷氨酸转运体-1发挥抗缺血性脑损伤作用及其机制研究

Our study has shown that the upregulation in expression and function of glial glutamate transporter-1 (GLT-1) and its variant GLT-1a participates in the brain ischemic tolerance induced by cerebral ischemic preconditioning. It was reported in《Nature》（2005）and other journals that β-lactam antibiotic such as ceftriaxone was able to upregulate the expression and function of GLT-1 and to protect neurons against focal brain ischemia. However, it will be faced with many problems such as the excessive doses, dysbacteriosis and bacterial resistance to use ceftriaxone for the treatment of brain ischemia in clinic. Sulbactam, an atypical β-lactam antibiotic, has similar structure with ceftriaxone and has no antibacterial activity, and therefore the use of sulbactam might avoid bacterial resistance and dysbacteriosis. Thus, the present project was designed to examine whether the sulbactam is able to protect neurons against ischemic brain injury and whether the protective effect of sulbactam is mediated by the regulation of GLT-1. Furthermore, the effect of MAPKs signal pathways in the upregulation of GLT-1 by sulbactam will be determined.

我室研究表明，胶质细胞谷氨酸转运体-1（GLT-1）及其剪接变异体GLT-1a的表达和功能上调参与脑缺血预处理的脑保护作用，因此，对GLT-1进行调制可能成为脑缺血性疾病治疗研究的新靶点。2005年《Nature》等杂志报道，β-内酰胺类药物，如头孢曲松钠等可增加GLT-1的表达及其对谷氨酸的摄取、发挥抗大鼠局灶性脑缺血作用。但是将头孢曲松钠用于防治缺血性脑损伤面临用药剂量过大、菌群失调及细菌耐药等问题。舒巴坦属非典型β-内酰胺类药物，结构与头孢曲松钠相似，单独应用无抗菌活性，可避免细菌耐药及菌群失调。因此，本课题拟首先探讨舒巴坦是否具有抗缺血性脑损伤作用、及是否通过调制GLT-1发挥抗缺血性脑损伤作用。在此基础上，进一步研究MAPKs信号通路在这一过程中是否参与了舒巴坦上调GLT-1表达的作用，为临床上脑缺血性疾病的防治研究提供新线索和依据。

我室研究表明，GLT-1及其剪接变异体GLT-1a的表达及功能上调参与脑缺血预处理的脑保护作用。2005年，《Nature》上报道，β-内酰胺类药物可增加GLT-1的表达及其对谷氨酸的摄取。据此研究发现，头孢曲松钠对局灶性脑缺血大鼠具有神经保护作用。但是直接将其用于防治脑缺血损伤面临用药剂量过大、菌群失调及细菌耐药等问题。寻找既能发挥神经保护作用，又可以避免其副作用的替代品，具有重要的理论及实际意义。舒巴坦属非典型β-内酰胺类药物，结构与头孢曲松钠相似，单独应用无抗菌活性，可避免细菌耐药及菌群失调。因此，本课题探讨了舒巴坦是否具有抗缺血性脑损伤作用、及其发挥抗缺血性脑损伤作用的机制。结果发现，①舒巴坦具有抗全脑缺血性脑损伤作用；②舒巴坦可上调全脑缺血大鼠海马CA1区GLT-1的表达；③应用GLT-1的反义寡核苷酸抑制GLT-1的表达，以及应用GLT-1特异性抑制剂DHK抑制GLT-1的功能，可显著抑制舒巴坦的抗全脑缺血性脑损伤作用；④舒巴坦可上调氧葡萄糖剥夺（OGD）后星形胶质细胞磷酸化p38（p-p38）的表达，且先于其对GLT-1表达的上调；⑤应用p-p38的抑制剂SB203580，可抑制舒巴坦对OGD后星形胶质细胞GLT-1蛋白表达的上调，同时阻断舒巴坦抗OGD的神经损伤作用。这些结果表明，舒巴坦可通过激活p38 MAPK通路，上调胶质细胞GLT-1的表达和功能，进而发挥抗全脑缺血性脑损伤作用。这一研究结果，为舒巴坦在缺血性脑损伤疾病防治中的应用研究提供了线索和依据。