细胞内镁离子超载在缺血神经元TLR4介导炎性死亡中作用的研究

Magnesium is an important cation in organism.Exogenous magnesium provide can extenuate brain injury through inhibiting the release of inflammatory agents.Our former study observed intracellular magnesium overload in oxygen-glucose deprivation neurons of rat hippocampus.On the base of previous results,the goal of this study is to investigate the function of intra-neuronal magnesium overload in inflammation-induced neuronal death ，and to illuminate ① if the intra-neuronal magnesium overload participates in the inflammation-induced neuronal death after ischemia-reperfusion; ② wether or not intra-neuronal magnesium overload effects the expression and function of TLR4（TOLL-Like Receptor 4）of neurons and microglias in ischemia injury.③ if intra-neuronal magnesium overload modulates the inflammation central factor NF-κB activation and nuclear translocation,and then influences the expression of following inflammatory agents（IL-1β,TNF-α）in neurons and microglias after ischemia injury.This study will bring new ideas about how intra-neuronal magnesium overload effect on the inflammation cascades induced by ischemia-reperfusion and find a new target to cure neuronal loss in ischemia-reperfusion injury.

镁离子是机体内重要的阳离子，外源性给予镁可以通过抑制炎性因子释放而减轻颅脑损伤。我们前期研究在缺糖缺氧大鼠海马神经元上观察到内镁离子超载现象。本研究在原工作基础上，探讨缺氧神经元内Mg2+超载在缺血神经元炎症促发死亡中的作用，验证①脑缺血/再灌注损伤中神经元内Mg2+超载在缺血后神经元炎症损伤中的作用②Mg2+ 超载是否通过影响自身及小胶质细胞TLR4（TOLL样受体4）的表达及功能参与缺血后神经元损伤过程③Mg2+ 超载是否通过调节自身及小胶质细胞炎症中枢因子NF-κB的活化及核转位，继而影响下游炎性因子（IL-1β,TNF-α）的表达，从而参与缺血后神经元炎症损伤过程。首次提出神经元内Mg2+ 超载通过影响TLR4/NF-κB/IL-1β，TNF-α炎性级联作用于自身及周围小胶质细胞，从而发挥缺血神经元炎症损伤/保护作用的假说，并以此为基础寻找针对脑缺血后神经元丢失发病机制的新靶点。

我们的前期研究表明氧糖剥夺后神经元内发生镁离子超载，该超载部分来源于细胞外镁，并主要由跨膜通道蛋白TRMP7(transient receptor potential melastatin 7)介导，本研究在原工作基础上：1、建立过表达全长TRPM7蛋白的工具HEK293细胞，论证TRPM7介导的镁离子超载在脑缺血再灌注过程中对下游TLR4/NF-κB/TNF-α、IL-1β的影响；2、调节细胞外液中镁离子浓度，探讨不同浓度外镁对氧糖剥夺后BV2细胞存活能力、凋亡调控因子Bax、Bal-2表达的影响，炎症级联下游TLR4/NF-κB/TNF-α、IL-1β的作用，由此间接证明内镁离子超载对细胞缺血后TLR4介导的炎性死亡/凋亡的影响。结果表明：1、过表达TRPM7增加OGD/R后293-TRPM7/WT细胞内TLR4蛋白的表达，并通过TLR4介导加速OGD/R后NF-κB的活化，加速细胞向外液中释放TNF-α和IL-1β；2、1mM硫酸镁抑制BV2细胞OGD/R后死亡，该效应可能与降低BV2细胞OGD/R损伤后Bax/Bal-2的比率相关，也可能与抑制TLR4/MyD88/NF-κB/TNF-α、IL-1β这一炎症级联反应密切相关。本项目研究说明：1、TRPM7通道这一介导氧糖剥夺后神经细胞内镁离子超载的重要蛋白，通过活化TLR4/NF-κB/TNF-α、IL-1β这一经典炎症级联反应，对氧糖剥夺后小胶质细胞BV2产生损伤，为针对脑缺血后由TRMP7介导的神经元丢失发病机制的治疗的寻找到新的靶点；2、一定浓度的硫酸镁通过抑制氧糖剥夺后由TLR4介导的一系列炎性反应，发挥神经细胞保护作用，为临床上硫酸镁预防或治疗脑梗塞提供了有力的实验证据。