[发明专利]CaV21通道在Ca2+依赖性的局部缺血模型中的作用

说明书

技术领域

本发明涉及生物医药领域，特别是涉及CaV2.1通道在Ca2+依赖性的局部缺血模型中的作用。

背景技术

细胞膜去极化的时，电压门控Ca²⁺(Ca_V)通道允许Ca²⁺进入到细胞内。在神经系统中，Ca_V通道在不同神经元功能的调节上发挥着重要的作用归因于细胞内Ca²⁺浓度的升高^[1]。Ca_V通道是一种复杂的分子复合物，由α1，β，α2-δ和γ亚基组成^[2]。α1亚基对于进行适当的通道功能和确定信道的基本特性是必不可少的^[1]。在突触前终端，有三大Ca_V2通道类型，Ca_V2.1(P/Q型)，Ca_V2.2(N型)和Ca_V2.3(R型)，这三种类型广泛表达于中枢神经系统^[3]和参与Ca²⁺依赖的胞吐释放神经递质^[4]。鉴于Ca_V2通道的关键作用在于控制特定神经递质的产生和释放，突触前Ca_V2通道的表达、定位、结构或调制发生缺陷都可能会导致异常的突触信号和导致神经网络功能障碍的各种模式。

Ca²⁺浓度的增加在缺血性神经元损伤的发病机理中扮演着重要的角色^[5-8]，缺血时，Ca²⁺浓度通过细胞外空间Ca²⁺的内流和细胞内存储Ca²⁺的释放而升高^[9]。Ca_V2通道作为重要的Ca²⁺内流路线，他们参与缺血性神经元损伤的病理生理学是至关重要的。

检测Ca_V2.1通道的功能和Ca_V2.1通道的疾病过程，小鼠遗传学的研究可能是有用的。小鼠Cacna1a基因发生突变可编码出Ca_V2.1通道成孔的α1单元，突变包括以Ca_V2.1电流缺乏的基因敲除菌株和包涵表现共济失调现象为常见症状的自发突变^[10-12]。RollingNagoya小鼠在电压测量S4段第三重复突变^[13]，leaner小鼠在剪接供体序列上发生突变，从而改变C-末端序列^[14]。Ca_V2.1通道的rollingNagoya型突变激活时有一个更低的电压灵敏度，导致小脑受损突触的传递^[15]。Ca_V2.1通道的leaner型突变导致了小脑中通道的低密度表达^[16]。以往的研究也表明，leaner突变型（60%）小鼠的浦肯野细胞中P型Ca²⁺电流的下降量比rollingNagoya（40%）突变型小鼠的要大^[13,16]。应用Ca_V2.1通道α1亚基(Ca_V2.1α1)基因敲除小鼠来检测Ca_V2.1通道和缺血性神经损伤两者之间的关系是不可能的，因为大多数的小鼠断奶不生存。尽管rollingNagoya和leaner两种突变型小鼠表现出正常的寿命，但是它们共济失调的严重程度显著不同，leaner突变小鼠要更严重些。由于Ca²⁺信号的精确调节对于神经细胞突起是非常重要的，通过不同的Ca_V2.1通道突变体改变Ca²⁺离子流能够引起神经元和电路不同的功能障碍。因此，通过rollingNagoya，leaner小鼠和野生型小鼠的比较，可以阐明Ca_V2.1通道在缺血性神经元损伤中的生理作用。

在本研究中，我们建立了一个大脑中动脉完全阻塞的体内缺血模型和一个在海马切片上氧-葡萄糖剥夺的体外缺血模型来研究Ca_V2.1通道在缺血性神经元损伤中的作用，这些模型都是采用rollingNagoya和leaner小鼠来建立的。

发明内容