ros介导罗哌卡因致sh-sy5y细胞损伤及其8-oxog突变修复作用的研究

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1、南方医科大学2009级博士学位论文ROS介导罗哌卡因致SH．SY5Y细胞损伤及其8-oxoG突变修复作用的研究ResearchonROS·mediatedcellulardamageinSH—SY5Ycell!edbyropivacaineandcellul‘effectoncellscauseIVacalneandcellularrepaire8．．oxoGadduct课题来源：国家自然科学基金专业名称麻醉学学位申请人指导教师答辩委员会主席答辩委员会成员周树勤徐世元教授古妙宁教授招伟贤教授施冲教授杨承祥教授肖晓山教授黑子清教授靳

2、三庆教授论文评阅人肖金仿教授曹铭辉教授许立新教授2012年5月15日广州博士学位论文ROS介导罗哌卡因致SH．SY5Y细胞损伤及其8-oxoG突变修复作用的研究博士研究生：周树勤指导教师：徐世元教授摘要局部麻醉药(局麻药)为临床局部麻醉和疼痛治疗中的常用药物，但该类药物具有潜在的神经毒性。随着神经阻滞麻醉的广泛应用，局麻药引起神经毒性反应的报道逐渐增多，已引起临床工作者高度重视。许多研究发现这种神经毒性与局麻药引起的神经细胞凋亡有关，但其确切机制仍未完全阐明。DNA损伤剂、过氧化物、蛋白质磷酸化的调节因子、钙离子自稳状态、一氧化氮

3、、神经营养因子等许多因素均可诱导神经细胞凋亡。研究发现，神经细胞凋亡细胞产生特征性形态改变，在DNA降解之前，线粒体膜功能发生紊乱，内膜跨膜电位消失，线粒体内蛋白酶活化物释放，激发各种凋亡相关的代谢变化。细胞内活性氧簇(reactiveoxygenspecies，ROS)的爆发是导致神经细胞急性损伤的主要因素之一。ROS在神经细胞内蓄积时，可破坏细胞内氧化还原动态平衡，损伤线粒体膜；此外，ROS可直接与蛋白、脂质、核酸等发挥作用使其失去功能，亦可起中间信使作用，进一步引发神经损伤。研究表明，布比卡因可使Schwann细胞内ROS爆

4、发，触发细胞凋亡。但局麻药罗哌卡因诱发的神经毒性是否与ROS产生和介导有关，目前尚不清楚。本科研小组前期研究发现，布比卡因可能通过干扰神经母细胞瘤细胞SH．SY5Y氧化磷酸化和抑制线粒体呼吸链复合物I，使ATP生成减少，导致单磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMP—activatedproteinkinase，AMPK)持续激活，并引摘要起细胞内部分线粒体的ROS产生和释放增多，通过ROS诱导ROS释放机制使ROS爆发，从而导致细胞损伤和凋亡；进一步发现布比卡可通过激活p38丝裂原活化蛋白激酶(p38mitogen—activatedpr

5、oteinkinase，p38MAPK)途径和线粒体Cl一通道诱发神经细胞凋亡。罗哌卡因和布比卡因同属酰胺类局麻药，理化性质相似，但两者的作用并不完全相同，但罗哌卡因脂溶性小于布比卡因，其心脏毒性作用显著弱于布比卡因，且胎儿对该药具有良好耐受性。因此，罗哌卡因在临床中应用逐渐增多，尤其适用于术后镇痛和产科麻醉。但罗哌卡因仍有潜在的神经毒性，研究罗哌卡因引发的神经毒性损伤机制，减少与避免神经并发症具有重要的临床意义。以往研究认为罗哌卡因不影响纤维母细胞ROS的生成，但罗哌卡因对SH．SY5Y细胞的ROS是否有影响?目前国内外尚未报道

6、。如果罗哌卡因能诱发SH．SY5Y细胞内ROS增多，若与布比卡因比较，何者作用更强?其导致细胞凋亡的主要作用靶点又是什么?这些机制均有待深入研究。ROS是导致DNA损伤的重要因素，DNA损伤后修复的机制错综复杂，DNA损伤与修复直接关联到细胞结构与功能的恢复，因而受到同益重视。局麻药在神经细胞引起的氧化应激后DNA的损伤及修复机制是如何?目前尚不明确。有研究发现，8．氧鸟嘌呤(8-oxoguanine，8-oxoG)是由大量ROS直接攻击细胞DNA中的鸟嘌呤(dG)，使脱氧鸟苷氧化而产生。8-oxoG是一种前致突变物，在DNA复制

7、时，聚合酶经常将胸腺嘧啶(T)与8-oxoG配对，这样G．C配对就会转变成为A．T配对，A／8．oxoG的错配会导致基因G：C到T：A的突变。DNA链8-oxoG突变修复有两种类型，一种由8一氧鸟嘌呤DNA糖基化酶(8-oxoGuanineDNAGlycosylase，OGGl)负责直接切除8-oxoG；另一种先由MSH2／MYH修复酶切除与8-oxoG配对的A，然后再由OGGl切除8-oxoG从而完成修复过程。机体通过抗氧化防御系统以及DNA修复系统可以有效的抵御活性自由基诱发的DNA损伤，但如果损伤因素过强，超过了机体防御系统

8、的保护能力，DNA修复系统不足以完成全部突变的修复，则会累积起来引起机体一系列异常改变，可导致细胞的凋亡和疾病的发生。博士学位论文我们推测，局麻药引发的神经损伤可能与ROS产生导致8-oxoG突变有关，而负责修复该突变的DNA修复酶OGGl．MSH