鐵介導(dǎo)依賴NMDA受體的鈣通路及海馬突觸可塑性的激活

鐵缺陷阻礙海馬依賴的學(xué)習(xí)進程并損傷認(rèn)知行為，但是目前有關(guān)鐵在神經(jīng)元功能上獨特作用的分子機制研究仍很少。本文研究了鐵如何經(jīng)谷氨酸激動劑N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDA）參與鈣離子信號的產(chǎn)生及細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）1/2的激活，以及由于鐵的添加或螯合作用對海馬基礎(chǔ)突觸傳遞及長時程增強（LTP）的影響。海馬原代培養(yǎng)中加入NMDA能引出持續(xù)的鈣信號，這需要功能性NMDA受體并且不依賴經(jīng)L型鈣通道或AMPA受體的鈣內(nèi)流。NMDA也能促進ERK1/2的磷酸化和核轉(zhuǎn)運。鐵經(jīng)脫鐵氨螯合或斯里蘭卡肉桂咸受體介導(dǎo)的鈣釋放的抑制降低了鈣信號的持續(xù)時間，并阻止了NMDA誘導(dǎo)的ERK1/2的激活。海馬神經(jīng)元培養(yǎng)中加入鐵能迅速增加胞內(nèi)不穩(wěn)定鐵離子庫并刺激活性氧族的產(chǎn)生；抗氧化劑N-乙?；腚装彼峄蛘哐踝杂苫宄齽㎝CI-186能阻斷這些反應(yīng)。海馬原代培養(yǎng)中，在無鈣培養(yǎng)基中加入鐵能引出鈣信號并激活ERK1/2的磷酸化。斯里蘭卡肉桂咸受體抑制劑能阻斷這些反應(yīng)，其能降低海馬腦片的基礎(chǔ)突觸傳遞的鐵螯合，抑制了鐵誘導(dǎo)的突觸刺激并損傷了由強刺激誘發(fā)的海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的持續(xù)LTP。相反，鐵的加入能易化低于適宜強刺激誘導(dǎo)的持續(xù)LTP?？傊撗芯拷Y(jié)果提示海馬神經(jīng)元在NMDA受體激活后，需要鐵來產(chǎn)生斯里蘭卡肉桂咸受體介導(dǎo)的鈣信號，這又反過來促進ERK1/ 2的激活，并且是LTP持續(xù)的重要步驟。

[謝永玲摘 楊卓審校 譯自J Biol Chem，2011 Feb 4（Epub ahead of print）]