力学通道蛋白Piezos在脑出血后静水压传导过程中的作用

目的脑出血急性期内,血肿体积增加且周围产生一定体积水肿,两者共同形成占位效应,而占位效应主要导致周围脑组织受到梯度静水压的作用。前期研究表明,占位效应引起的静水压对神经细胞和组织具有一定影响。Piezo作为机械敏感通道蛋白,在机械传导过程中发挥着必不可少的作用。因此,进一步探讨Piezo蛋白是否在静水压导致的力学效应中具有一定的作用。方法本文设计了体外静水压加载装置,通过压缩气体(95%空气和55%CO2)加压。检测不同静水压作用下,原代神经元细胞Piezo基因及蛋白表达;同时检测共孵育Piezo抑制剂GsMTx-4和钙离子通道抑制剂盐酸尼卡地平(NCD)时,其表达情况。使用Hoechst 33342-PI及CCK-8检测细胞凋亡和坏死。通过Fluo-3检测钙离子内流,通过免疫荧光检测凋亡蛋白(Cleaved Caspase-3)及轴突蛋白(MAP-2)的表达。结果随着静水压的升高(0、20和40 kPa),Piezo-2基因及蛋白表达增加;而Gs MTx-4及NCD显著降低其表达。静水压作用下,细胞活性降低;而GsMTx-4和NCD可以显著地升高细胞活性。二者作为钙离子通道抑制剂,均减少静水压导致的钙离子内流,抑制钙离子通道的作用。通过MAP-2的免疫荧光染色发现,静水压显著减少突触数量及长度,而GsMTx-4和NCD可以维持其正常形态;同时,Cleaved Cas-3表明,二者可以降低静水压导致的细胞凋亡。结论脑出血后静水压的升高导致神经细胞受到损伤,而其通过力学通道蛋白Piezo发挥力学效应。而GsMTx-4及NCD可抑制静水压作用下Piezo-2基因及蛋白表达,以降低静水压导致的神经损伤。因此,有效地抑制Piezo-2表达可拮抗其参与的静水压导致的力学损伤,为脑出血后神经损伤的干预提供新策略。