ASIC1a对黑质纹状体多巴胺递质释放的调节及其分子机制

Parkinson s disease (PD) is a common neurodegenerative disorder, and characterized by progressive losses of dopaminergic neurons in substantia nigra associated with dopamine depletion in striatum. Recent studies showed the enhanced lactate levels in the brains of PD patients. Acid sensing ion channels (ASICs) blockers, amiloride and PcTx1, exerted neuroprotective effects in a mouse model of PD, implying a role of ASICs in the pathogenesis of PD. However, the role and underlying mechanisms of ASICs in PD have not been fully elucidated. Our preliminary data demonstrated that MPP+ caused abnormal activation of ASIC1a and induced the increase of dopamine release. This process could be attenuated by ASIC1a specific blocker. Howerver, the physiological function of ASIC1a in dopamine release is still unknown. This project is designed to explore the roles of ASIC1a in dopamine release; to assess whether ASIC1a is involved in PD development by using ASIC1 knock out mouse. The findings of this work will make contributions to clarify the possible pathogenic factor of PD and also provide novel theoretical and experimental evidence in searching for promising therapeutic target of PD.

帕金森病（PD）的病因和机制目前尚未完全阐明，多巴胺能（DA）神经元退变引起的DA递质减少是PD运动障碍症状的主要病理基础。近年来研究发现PD患者脑内存在乳酸含量增高的现象，且酸敏感离子通道（ASICs）抑制剂对PD小鼠具有一定的保护作用，提示ASICs的异常激活可能参与PD发病机制，但其具体机制未明。我们最近的研究发现，MPP+能诱导ASICs异常激活，促进DA递质释放。本研究将在此基础上，运用分子生物学及电生理等技术，结合药理学方法深入研究ASIC1a对黑质纹状体通路DA递质释放的影响；同时采用ASIC1基因敲除小鼠在体验证ASIC1a在PD发病中的作用及机制。本研究有望揭示ASIC1a在PD致病机制中的具体作用，从而为临床治疗PD提供新的思路和靶标。

多巴胺（DA）神经元退变引起的DA递质减少是帕金森病（PD）的主要病理基础。研究发现PD患者脑内存在乳酸含量增高的现象，且酸敏感离子通道（ASICs）抑制剂对PD小鼠具有一定的保护作用，提示ASICs的异常激活可能参与PD 发病机制，但其具体机制未明。本课题运用免疫荧光，western blot，膜片钳等方法从细胞和整体水平研究发现：1）MES32.5细胞以及中脑多巴胺神经元上有功能性的ASIC1通道表达，给予不同浓度的MPP+干预，ASIC1a表达具有浓度依赖性的增加，ASIC1a电流也变大；2）胞外酸化可增加MES 23.5细胞DA递质释放，而该作用可被ASIC1a通道阻断剂PcTx1抑制。同时发现在MPP+诱导的MES23.5细胞模型中，CaMKII蛋白水平显著增加；无钙外液和 CaMKII抑制剂KN-93可减少酸化引起的DA递质释放增加，说明了ASIC1a对DA递质释放的作用是通过Ca2+/CaMKII 信号通路实现的；3）在体实验研究中，腹腔注射MPTP造急性PD小鼠模型，发现ASIC1 KO MPTP组小鼠运动能力较WT MPTP组小鼠增强，TH神经元丢失减少，微透析方法检测发现，ASIC1 KO MPTP小鼠纹状体中DA含量较WT MPTP组高，提示ASIC1 KO小鼠对MPTP造成的损伤具有保护作用。以上结果最重要的发现可概括为一恶性循环即：组织酸化—ASIC激活—DA递质释放、Ca2+内流增加—Ca 2+ /CaMKII信号通路激活—上调ASICla 通道功能—加重Ca2+内流——DA神经元损伤或凋亡—DA递质耗竭、DA递质释放减少，这一恶性循环的发现将为PD的诊疗提供新思路。