性的必需结构是其25~35位的氨基酸序列(Aβ25~35)。最近发现,Aβ的神经毒性包括两个方面[7],一是增强或放大各种伤害性刺激如低糖、兴奋毒素、自由基等的细胞损伤效应,一是直接的细胞毒性。实验发现,多数细胞与Aβ接触后就能表现出细胞肿胀、染色质浓缩、核内DNA断裂等细胞凋亡典型的形态和生化特征[8],仅在少数细胞内或与兴奋毒素共存时才表现出神经元肿胀、膜溶解、乳酸脱氢酶释放等坏死(necrosis)的特征[9]。Aβ的神经毒性涉及到复杂的分子机制,主要包括促进自由基的形成、破坏细胞内的Ca2+稳态[7],降低K+通道的功能[10],增强致炎细胞因子(cytokine)引起的炎症反应[11]。由于多种因素相互影响给研究带来了相当大的难度。
2.2 炎性细胞因子和神经毒
2.2.1 白细胞介素6(IL-6):在中枢神经系统(CNS),IL-6主要由Mi和星形胶质细胞(astrocyte, As)产生,其受体也广泛存在于丘脑、海马、皮层等脑区的神经元膜上。IL-6的神经元毒性作用主要在转基因小鼠脑内得到证实。Campbell[12]报道,IL-6转基因小鼠具有严重的神经疾病症状,表现为瘦小、行为异常、震颤、共济失调和癫痫。神经病理特征为,海马与小脑出现明显的神经元退化,尤其是海马CA1区域树突萎缩,树突空泡化和树突数目减少,并且伴随着高表达的IL-6 mRNA和高水平的IL-6。这些结果表明,脑内IL-6水平的升高是导致转基因小鼠神经元退化的主要原因。此外IL-6转基因小鼠研究还发现,隔一海马胆碱能通路的功能受到严重损害[13],由于隔一海马通路参与记忆印迹的形成,因此脑内高水平的IL-6有可能影响学习与记忆功能。
有关IL-6与Aβ或APP关系的研究已有报道[14]。在原代培养的大鼠皮层神经元实验中,IL-6 200 ng/mL与神经元接触6 h之后,APP mRNA的表达增加了大约一倍。由于IL-6与APP或Aβ共存于AD的SP内,提示IL-6对APP的表达具有直接调控作用,可以促进APP产生,进而导致Aβ沉积,诱发AD。α2-M是已知最强的蛋白酶抑制剂,与IL-6共存于AD皮层与海马SP内。曾有报道[15],在培养的人神经元细胞株内,α2-M 可抑制APP的正常分泌,导致Aβ形成增加。在人SH-SY5Y神经元细胞培养实验中,α2-M的基础合成很低,但用IL-6刺激后其合成被强烈诱导,α2-M水平大约增加了20倍[16]。这些结果提示,IL-6与α2-M在AD脑内的共存具有功能性联系,IL-6可能通过诱导α2-M合成,进而抑制APP的正常酶解,导致Aβ生成与沉积异常增加,从而诱发AD病理发生。
2.2.2 肿瘤坏死因子-α(TNF-α):LPS可刺激Mi产生TNF-α,As也可能产生少量TNF-α。在人胚胎原代神经元培养中发现,TNF-α有增强N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA)受体介导的神经毒性作用[17],且对人神经元细胞HN33.1有细胞毒作用。大鼠神经细胞培养中,TNF-α通过作用于As间接发挥了细胞毒性而引起神经元的损伤。直接将TNF-α注射到小鼠小脑,可引起普遍性损伤。TNF-α可引起牛及啮齿类动物的Mi通过PCD机制发挥细胞毒作用。但这一作用在人类尚没有被发现。
2.2.3 转化生长因子-β(TGF-β):TGF-β是具有多功能作用的细胞因子,它可由多种细胞产生,在胚胎发生期的神经细胞发育过程及免疫炎症反应过程中,TGF-β都具有重要作用。大鼠新皮层神经细胞培养中,TGF-β可减少由细胞毒物、缺氧、缺血或谷氨酸引起的细胞损伤,而起到了神经保护作用[18]。使用人类胚胎皮层细胞培养,也发现了TGF-β可减轻由Aβ引起的神经细胞损伤。TGF-β对神经细胞的这些保护机制目前并不清楚。相反的结果也发现,TGF-β可能具有细胞损伤作用。由于其抑制了星形细胞谷氨酰胺合成酶的活性而增加了外源性谷氨酸造成的神经细胞损伤。也有报道TGF-β伴随Fos-Iacz的表达而参与细胞凋亡过程。
2.3 一氧化氮(NO)与神经毒 在人的中 枢神经系统,As是产生NO的主要细胞,IL-1β是一个关键性因子,可直接刺激人As产生NO[19]。TNF-α及IFN-γ可加强IL-1β的作用。实验也证明这些白细胞介素处理过的As能产生足够量的NO,而造成神经细胞损伤[19]。Mi产生的NO具有细胞毒性作用,它可能参与神经损伤及神经退行性疾病的病理过程。NO合酶抑制剂或能抑制Mi活性的物质均可减轻Mi介导的神经元损伤。此外,能释放NO的硝普钠(sodium nitropru
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