钙超载、钙结合蛋白d28k与脑缺血关系的研究进展论文

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1、钙超载、钙结合蛋白D28k与脑缺血关系的研究进展论文王树礼黄晓磊庄姗姗杜书静【关键词】钙结合蛋白D28k；脑血管疾病；兴奋性氨基酸脑血管疾病是当代危害人类健康的最重要疾病之一，在临床上具有发病率高、致残率高、死亡率高的特点，严重影响人们的生活质量。其发病机制非常复杂，至今未能完全阐明。现认为参与脑缺血损伤的分子机制有兴奋性氨基酸、钙离子稳态失衡、自由基的形成、蛋白酶的激活、基因表达的改变等多方面，其中钙超载是神经细胞缺血缺氧后继发性损伤的重要环节，它是诸多原因引起的细胞损害的“最后共同通路”［1］，而许多减轻缺血性脑损伤的治

2、疗策略都直接或间接地以胞内Ca2+超载为主要作用目标。实验显示某些钙离子鳌和剂结合过高的钙离子，保护神经元免受兴奋攻击作用［2］.freelbindingprotein,CaBP)是一组具有“EFhand”保守结构的酸性蛋白超家族，在细胞内以多拷贝形式存在，并与钙离子高选择亲合性地结合，该家族包括Calmudin、Calretinin、Calcineurin、Parabutin、CalbindD28k及Calpain等两百多种蛋白质，可分为两大类:一类属于激发型，如钙调蛋白、肌钙蛋白C，它们与钙离子结合后发生迅速扭曲变形，与

3、靶分子结合，进而调节其活性；另一类属缓冲剂型，如CalbindinD，存在于胞内，主要参与胞内钙离子浓度的调节。而CalbindD28k是其家族重要成员之一，它对缓冲和运输细胞内异常升高的Ca2+浓度起到了积极作用。2.1CalbindinD28k生理特点1966年g2+ATP酶活性，提示CalbindinD28k有可能作为一种酶的调节物而发挥其生理功能。3钙超载、CalbindinD28k与脑缺血的关系Ca2+超载可通过以下途径引起及加重脑缺血缺氧损害：①细胞内钙超载时，大量Ca2+沉积于线粒体，干扰氧化磷酸化过

4、程，能量产生发生障碍；②胞内钙超载可致胞浆内或溶酶体内Ca2+依赖性酶类和磷脂类大量激活，可使细胞膜结构分解，神经元骨架被破坏，细胞死亡；③细胞内Ca2+升高激活PLA2和PLC，使膜磷脂降解，产生大量游离脂肪酸。特别是花生四烯酸（AA）在代谢过程中产生血栓素、白三烯等物质，同时产生大量的自由基，加重细胞损伤；其也可激活血小板，使其内Ca2+增加，形成微血栓，在缺血区微血管床中增加梗死范围，加重脑损伤；④脑缺血时，脑血管平滑肌、内皮细胞均有明显Ca2+内流增加，前者可使血管痉挛，梗死灶扩大；后者可使内皮细胞收缩，内皮间隙扩大，

5、血脑屏障开放，产生血管源性脑水肿。研究表明降低脑血细胞内Ca2+的超载程度，对脑缺血有一定的保护作用。而CalbindinD28k能激活Ca2+/Mg2+ATP酶活性，阻止脑内Ca2+过度蓄积，在神经元内起钙缓冲作用，缓冲和运输细胞内异常升高的Ca2+浓度，是维持钙稳态不可缺少的重要因素。许多实验表明，钙结合蛋白通过它的钙缓冲作用，能明显减轻缺血缺氧对神经细胞的损伤［15］，而增加细胞内钙结合蛋白含量会降低细胞对损伤的敏感性，抵抗兴奋性毒作用，可起到神经保护作用。而缺血会导致钙结合蛋白表达明显减少，使细胞钙缓冲能力下降［1

6、6］，另外研究发现钙结合蛋白基因表达的降低，能增加对兴奋性毒的敏感性，导致神经元钙平衡失调，从而导致钙离子介导的细胞毒作用。在细胞培养系统中亦已揭示，含有CalbindinD28k的神经元能更好地降低细胞内游离Ca2+水平，抑制兴奋性毒作用。如没有足够容量去缓冲胞浆游离Ca2+，对一些正常的兴奋性刺激也会产生Ca2+诱导的神经毒作用。在鼠和人的老化进程中，伴随着细胞内游离Ca2+的增加，Ca2+/Mg2+ATP酶活性降低以及线粒体储钙能力降低，这些可能与CalbindinD28kmRNA表达降低有关。而通过基因工程技术使

7、CalbindinD28k在缺血神经元内过度表达，来观察其是否具有保护神经细胞免于钙离子介导的损伤作用，他们将表达的基因片断接合到HSV(herpessimplexvirus)病毒的质粒载体上，然后转染到大鼠海马和纹状体的神经元中，在神经元受到缺血或缺血样攻击(低血糖，谷氨酸和红藻氨酸诱导的兴奋毒)，过度表达的CalbindinD28k，神经元的受损数量明显少于对照组，由此证实CalbindinD28k对神经细胞的抗缺血作用；同样McMahon等人也通过转基因技术使PC12细胞表达不同水平的CalbindinD28k，

8、具有保护神经细胞免受缺血及MPP诱导的神经变性损伤作用，他们还提出CalbindinD28k神经保护功能不仅仅是因为CalbindinD28k的钙离子缓冲作用，还可能包括CalbindinD28k具有调节其他保护功能蛋白基因转录的作用；另外Kindy等人用腺病毒表达Ca