抑制性谷氨酸受体(IGluRs)通道及其相关杀虫剂的作用

抑制性谷氨酸受体(IGluRs)属于半胱氨酸环配体门控离子通道超家族,主要介导神经和肌肉细胞中抑制性的神经传递,目前仅在无脊椎动物中发现,在脊椎动物中尚未发现,因此是高选择性杀虫剂的理想靶标。IGluRs主要分布在无脊椎动物的神经和肌肉组织中,对控制吞咽、运动、感知和保幼激素的生物合成等可能起关键作用。人们对IGluRs的了解大多来自于对线虫和模式昆虫的研究,目前在线虫中共发现了4种α亚基和1种β亚基,是否有一种新的亚基类型如γ亚基尚不确定,从昆虫体内仅克隆了α亚基。就生理功能和药理特性而言,IGluRs与γ-氨基丁酸(GABA)受体最为类似,但其氨基酸序列却与甘氨酸受体相似性最高。作用于IGluRs的杀虫剂包括阿维菌素/美倍霉素类、苯基吡唑类杀虫剂氟虫腈以及吲哚二萜类化合物Nodulisporic acid等。对IGluRs的生理功能、分子特性、药理性质及相关杀虫剂的作用机理等的研究进展进行了综述。

大鼠三叉神经尾侧亚核和脊髓内离子型谷氨酸受体、GABA_A受体和甘氨酸受体的分布

为了搞清兴奋性和抑制性氨基酸受体在伤害性刺激信息传递和调制初级门户内的精确定位，本研究用免疫组织化学技术观察了大鼠三叉神经尾侧亚核（Ｖｃ）和脊髓内离子型谷氨酸受体（ＮＭ－ＤＡ受体、ＡＭＰＡ受体和Ｋａｉｎａｔｅ受体）、ＧＡＢＡＡ受体和甘氨酸（Ｇｌｙ）受体的分布。ＮＭＤＡ受体１亚型分布于Ｖｃ和脊髓的各层，ＮＭＤＡ受体２Ａ／Ｂ亚型、Ｋａｉｎａｔｅ受体和ＧＡＢＡＡ受体α亚单位散在性地分布于Ｖｃ和脊髓后角的Ⅰ层，ＧＡＢＡＡ受体α亚单位仅见于Ｖｃ和脊髓Ⅰ层内轴突样结构。ＡＭＰＡ受体、ＧＡＢＡＡ受体β亚单位和Ｇｌｙ受体较密集地分布于Ｖｃ和脊髓的各层，尤其是它们的浅层（Ⅰ和Ⅰ层）。结合机能学研究的结果，讨论了这些受体阳性神经元在伤害性刺激信息传递和调制方面的作用。

拟南芥AtGLRs基因家族的研究

AtGLRs是拟南芥中类似动物iGluRs的受体家族,在植物的钙离子信号传导和转运、光信号传导、碳氮代谢调节、ABA生物合成、胁迫响应、根的生长等方面起着重要作用,文章对AtGLRs基因功能的最新研究进展进行了综述.

四种重要医学媒介蚊虫离子受体基因IR8a和IR25a的特征及分类地位

【目的】鉴定中华按蚊Anopheles sinensis、冈比亚按蚊Anopheles gambiae、埃及伊蚊Aedes aegypti和致倦库蚊Culex quinquefasciatus 4种重要医学媒介蚊虫的离子受体基因IR8a与IR25a以及代表性的iGluRs基因和IRs基因,研究这些基因的特征及其系统发育关系,确定IR8a与IR25a基因在离子谷氨酸受体基因中的分类地位。【方法】以黑腹果蝇Drosophila melanogaster的iGluRs和IRs基因序列作为询问序列,用BLASTP和BLASTN方法分别搜索中华按蚊、冈比亚按蚊、埃及伊蚊和致倦库蚊的基因组数据库,以鉴定这4个种内的iGluRs和IRs基因序列;用生物信息学方法比较分析鉴定获得的IR8a与IR25a及代表性的iGluRs和IRs基因氨基酸序列的特征;用最大似然法、贝叶斯法和最大简约法构建并讨论这些基因氨基酸序列的系统发育关系;用PAML软件计算这些基因的dN/dS(ω)值并分析其选择压力。【结果】通过对中华按蚊、冈比亚按蚊、埃及伊蚊和致倦库蚊中离子谷氨酸受体基因进行生物信息学鉴定,获得了所有IR8a和IR25a基因,24个代表性的iGluRs基因和30个代表性的IRs基因的序列。特征比较和系统发育关系分析结果表明,在4种蚊虫和黑腹果蝇中IR8a与IR25a基因的氨基酸序列长度与iGluRs的更接近,其平均值远大于其他IRs的;IR25a和IR8a有与传统iGluRs相同的氨基酸末端区域(amino-terminal domain,ATD),虽然IR8a的序列不太保守,而IRs则没有ATD;IR8a与IR25a序列有与传统iGluRs一样保守的配体结合区S1和S2,而IRs没有。所有这些基因的ω值远小于1,意味着这些基因在进化过程中都经历了纯化选择,而IR8a与IR25a的ω值更接近iGluRs。此外,IR8a与IR25a还有与non-NMDA相似的特异性位点,而这些位点在IRs不存在。再者,IR8a和IR25a与non-NMDA聚在一枝,形成一个姐妹群,群内序列间的遗传距离小于本研究中任何其他序列间的距离。根据这些研究结果,我们将IR8a与IR25a分类进入传统iGluRs中的non-NMDA类型,并命名为Putative受体。【讨论】本研究构建了蚊虫iGluRs和IRs基因的信息框架,确定了IR8a与IR25a基因的分类地位,对进一步的功能研究具有重要意义。

小菜蛾抑制性谷氨酸受体的RNA干扰

谷氨酸门控的氯离子通道(glutamate-gated chloride channels,GluCls)或抑制性谷氨酸受体(inhibitory glutamate receptor,IGluR)是阿维菌素类药剂(avermectins)主要的作用靶标,目前人们对于昆虫的IGluR知之甚少。本实验采用RNA干扰(RNAi)技术对小菜蛾Plutella xylostella IGluR的功能进行了初步研究。结果表明:小菜蛾2龄和3龄幼虫中双链RNA(dsRNA)的最佳注射量分别为50.6nL和71.3nL。实时荧光定量(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测结果表明,2龄和3龄幼虫在注射dsRNA 36h和24h后IGluR基因的转录后水平分别下降了32.67%和49.30%。幼虫发生RNA干扰后对阿维菌素的敏感性结果显示,注射了IGluR dsRNA的幼虫死亡率显著低于对照。结果说明,小菜蛾IGluR是阿维菌素的潜在靶标之一,为进一步阐明小菜蛾对阿维菌素靶标抗性机理奠定了基础。

基于脊髓中枢敏化内热针干预慢性软组织疼痛机制研究

目的:基于脊髓中枢敏化机制探究内热针干预慢性软组织疼痛的机制。方法:将SD大鼠编号随机分为对照组、模型组、内热针组,每组15只。造模成功后对内热针组大鼠采用内热针治疗,在相关时间点对大鼠进行行为学观察,取材后采用Western Blot、RT-PCR及电生理的方法对L_(4-6)脊髓节段进行观察。结果:与模型组相比,内热针组大鼠L4-6脊髓节段NR1、NR2B、GluR1蛋白及mRNA的表达均明显降低,且未诱发出C纤维、Aδ纤维的长时程增强(long term potentiation,LTP),在强直刺激下的群峰电位幅度明显低于模型组。但内热针组大鼠促进了Aβ纤维LTP的诱发,在强直刺激下的群峰电位幅度明显高于模型组及对照组。结论:内热针治疗改善慢性软组织疼痛的机制可能与调节背根神经节和脊髓背角iGluRs的表达,抑制脊髓背角C纤维、Aδ纤维的LTP,促进Aβ纤维的LTP,缓解中枢敏化有关。

三通道荧光共振能量转移分析法的优化及其对活细胞内受体复合物组成的分析

目的在活细胞内建立并优化三通道FRET检测方法,使之更好地适用于膜蛋白复合物亚单位的相互作用。方法利用在HEK293细胞中转染pCFP-YFP作为阳性对照,共转pCFP和pYFP作为阴性对照,用不同的公式如FRETN、NFRET、FR及NetFRET/Df等进行FRET定量计算,并通过改变供体与受体比例来观察所测得的FRET值与FRET转移效率的关系。在HEK293细胞内转染CFP或YFP标记的不同亲离子型谷氨酸受体(iGluR)亚单位,分析它们之间的相互作用。结果FRETN、NFRET、FR及NetFRET/Df等公式均可以适用于本研究所建的三通道FRET检测系统;对于不同的公式,供体与受体蛋白分子表达比例的变化会对测量结果产生不同的影响。用所建FRET技术,发现CFP-GluRl与YFP-GluRl之间,以及CFP-NRl与YFP-NRl具有确定FRET信号,而CFP-GluRl与YFP-NRl则没有FRET发生。结论在对不同iGluR亚单位之间相互作用的研究中证明同一受体亚型中的亚单位之间可以形成同聚体,而不同受体亚型的亚单位之间则不会形成复合物。

抑制性谷氨酸门控氯离子通道的研究进展

作为半胱氨酸环配体门控离子通道中的一员,抑制性谷氨酸门控氯离子通道(IGluCl)的亚基及其装配具有多样性,从而导致其药理性质的不同。通道对某种化合物的选择性结合与通道中存在的一些关键位点的氨基酸残基有关。通道mRNA的转录后修饰作用是通道亚型及其功能多样化的原因。有关通道门控及离子选择机制的研究为新药及杀虫剂的开发和筛选奠定了基础。从药理性质、通道中影响药物结合特性的残基位点、通道基因的转录后修饰作用以及配体门控离子通道的门控机制等方面综述了IGluCl通道的研究情况。

电针对神经病理性疼痛模型大鼠脊髓腰段神经元离子型谷氨酸受体相关亚单位蛋白及其基因表达的影响

目的:通过观察神经病理性损伤(spared nerve injury,SNI)模型大鼠脊髓腰段神经元离子型谷氨酸受体(iGluRs)相关亚单位NR 1、NR 2 B、GluR 1蛋白及其mRNA的表达以及电针的作用,探讨电针干预脊髓中枢敏化的分子生物学机制。方法:SD大鼠随机分成对照组、模型组和电针组,每组10只。后两组制备大鼠神经病理性疼痛坐骨神经分支选择损伤模型(SNI),对照组仅分离但不损伤神经。伤侧足底触觉法于造模前、造模后第2、7、14天测定机械痛阈。电针组在造模第7天测痛后电针"委中"和"环跳"穴30 min,1次/d,共7 d。各组末次测痛后处死动物,摘取腰段脊髓,用Western blot检测NR 1、NR 2 B和GluR 1蛋白的表达,RT-PCR检测相应蛋白mRNA的表达。结果:造模后SNI模型大鼠损伤侧足底机械痛阈进行性降低(P<0.05,P<0.01);电针能显著提高SNI模型大鼠机械痛阈(P<0.01)。SNI模型大鼠脊髓腰段神经元相关受体亚单位NR 1、NR 2 B、GluR 1蛋白及其mRNA表达均有上调现象,但只有NR 2 B与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05);电针对上述表达上调有抑制作用的倾向,同样,只有对NR 2 B蛋白及其mRNA的上调有显著抑制作用(P<0.05)。结论:电针通过对脊髓神经元iGluRs相关亚单位NR 2B蛋白及其mRNA表达的显著下调,达到调整SNI大鼠痛信息调控机制的作用。