缺血性卒中发作后神经保护的重要靶点：分泌途径的Ca2+-ATP酶1

doi:10.4103/1673-5374.162760

摘要/Abstract

摘要：

高尔基体通过分泌途径Ca2+-ATP酶1进行细胞质Ca2+调节的机制已在心肌梗死中Ca2+超载的作用已得到了证明，但其在脑缺血再灌注Ca2+超载消长中的作用却不明确。为此，实验以4血管阻塞SD模型大鼠检测其在全脑缺血与再灌注过程中神经元细胞质和分离高尔基体小泡中的Ca2+浓度，并以体外和原位的免疫检测了高尔基体特异性Ca2+泵分泌途径Ca2+-ATP酶1的表达。结果表明细胞质Ca2+在缺血与再灌注过程中始终保持了超载状态，在再灌注后达到峰值浓度，而高尔基体Ca2+浓度则呈现相反的趋势。同时，其在大脑皮质和海马区分泌途径Ca2+-ATP酶1表达的荧光原位分析中，缺血和再灌注前均下降，但再灌注6 h后迅速升高，其变化与高尔基体Ca2+浓度变化一致。说明高尔基体参与了脑缺血再灌注过程中Ca2+超载的建立与缓解，其特异Ca2+泵分泌途径Ca2+-ATP酶1紧密应答了脑神经细胞的缺血与再灌注，并体现出典型的应激反应。作者的结论认为分泌途径Ca2+-ATP酶1可能在脑缺血再灌注过程中对细胞质Ca2+调节发挥着关键性作用，其表达可视为脑缺血再灌注伤害中高尔基体应激的标记。分泌途径Ca2+-ATP酶1本身可作为缺血性卒中发作后神经保护的重要靶点。

关键词: 神经再生, 脑损伤, 全脑缺血, 缺血再灌注损伤, 高尔基体, 高尔基体应激, 细胞质Ca2+, 稳态, 高尔基体Ca2+, Ca2+泵, 分泌途径Ca2+-ATP酶1, 神经保护, 国家自然科学基金

Abstract:

The regulatory mechanisms of cytoplasmic Ca2+ after myocardial infarction-induced Ca2+ overload involve secretory pathway Ca2+-ATPase 1 and the Golgi apparatus and are well understood. However, the effect of Golgi apparatus on Ca2+ overload after cerebral ischemia and reperfusion remains unclear. Four-vessel occlusion rats were used as animal models of cerebral ischemia. The expression of secretory pathway Ca2+-ATPase 1 in the cortex and hippocampus was detected by immunoblotting, and Ca2+ concentrations in the cytoplasm and Golgi vesicles were determined. Results showed an overload of cytoplasmic Ca2+ during ischemia and reperfusion that reached a peak after reperfusion. Levels of Golgi Ca2+ showed an opposite effect. The expression of Golgi-specific secretory pathway Ca2+-ATPase 1 in the cortex and hippocampus decreased before ischemia and reperfusion, and increased after reperfusion for 6 hours. This variation was similar to the alteration of calcium in separated Golgi vesicles. These results indicate that the Golgi apparatus participates in the formation and alleviation of calcium overload, and that secretory pathway Ca2+-ATPase 1 tightly responds to ischemia and reperfusion in nerve cells. Thus, we concluded that secretory pathway Ca2+-ATPase 1 plays an essential role in cytosolic calcium regulation and its expression can be used as a marker of Golgi stress, responding to cerebral ischemia and reperfusion. The secretory pathway Ca2+-ATPase 1 can be an important neuroprotective target of ischemic stroke.

Key words: nerve regeneration, brain injury, global cerebral ischemia, Golgi apparatus, Golgi stress, cytoplasmic Ca2+, homeostasis, Golgi Ca2+, Ca2+ pump, secretory pathway Ca2+-ATPase 1, neural protection, NSFC grant, neural regeneration

. 缺血性卒中发作后神经保护的重要靶点：分泌途径的Ca2+-ATP酶1[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2015, 10(8): 1271-1278.

Li-hua Li, Xiang-rong Tian, Zhi-ping Hu. The key target of neuroprotection after the onset of ischemic stroke: secretory pathway Ca2+-ATPase 1[J]. Neural Regeneration Research, 2015, 10(8): 1271-1278.

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延伸阅读

来自中国吉首大学医学院李莉华所在团队的一项研究发现，高尔基体参与了脑缺血在灌注过程中Ca2+的超载，其中分泌途径Ca2+-ATP酶1（SPCA1）可发挥重要作用。脑组织神经细胞在缺血和再灌注过程中始终处于钙超载状态，但此状态在再灌注后期略有下降。高尔基体通过分泌途径SPCA1进行细胞质Ca2+调节的机制已在家族性良性天疱疮等病的病理过程研究中得到了证明，但其在脑缺血再灌注Ca2+超载消长中的作用却不明确。李莉华等认为，SPCA1可能在脑缺血在灌注过程中对细胞质Ca2+调节发挥着关键性作用，其表达可视为脑缺血再灌注伤害中高尔基体应激的标记。SPCA1本身可作为缺血性卒中发作后神经保护的重要靶点。该研究首次结合SPCA1表达与细胞质和高尔基体中Ca2+浓度变化来认识脑缺血再灌注过程中的高尔基体应激问题。为多数缺血性卒中发作的自我恢复提供了合理解释，并为脑梗死发作后的神经组织保护提供了新的视野。文章发表在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2015年8月第8期。 Article: " The key target of neuroprotection after the onset of ischemic stroke: secretory pathway Ca2+-ATPase 1," by Li-hua Li1, 2, Xiang-rong Tian1, 3, Zhi-ping Hu2 (1 School of Medicine, Jishou University, Jishou, Hunan Province, China; 2 Department of Neurology, Second Xiangya Hospital, Central South University, Changsha, Hunan Province, China; 3 College of Biology and Environmental Science, Jishou University, Jishou, Hunan Province, China). Li LH, Tian XR, Hu ZP (2015) The key target of neuroprotection after the onset of ischemic stroke: secretory pathway Ca2+-ATPase 1. Neural Regen Res 10(8):1271-1278. 欲获更多资讯：请与《中国神经再生研究（英文版）》杂志国际发展部联络；联络电话：+8613804998773，或用电子邮件联络：eic@nrren.org。文章全文请见：http://www.nrronline.org/

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