Bằng chứng về việc L-2-chloropropionic acid kích thích cái chết tế bào thần kinh muộn thông qua sự hoạt hóa của nitric oxide synthase thế hệ

British Journal of Pharmacology - Tập 119 Số 2 - Trang 374-378 - 1996
Peter Widdowson1, Mark J. Farnworth2, Robert B. Moore2, D. Dunn2, I. Wyatt2
1Neurotoxicology Research Group, ZENECA Central Toxicology Laboratory, Macclesfield, Cheshire.
2Neurotoxicology Research Group, ZENECA Central Toxicology Laboratory, Alderley Park, Macclesfield, Cheshire, SK10 4TJ

Tóm tắt

Cái chết tế bào thần kinh muộn do nồng độ axit amin kích thích vượt mức đã được liên kết chặt chẽ với nhiều rối loạn thần kinh bao gồm chấn thương đầu, đột quỵ, bệnh neuron vận động và bệnh Huntington. Chúng tôi đã sử dụng neurotoxin, L‐2‐chloropropionic acid (L‐CPA) để mô phỏng các sự kiện tế bào in vivo dẫn đến sự mất tế bào thần kinh muộn, điều này được giới hạn tại vỏ tiểu não và có thể được ngăn chặn bởi các chất ức chế nitric oxide synthase như NG-nitro-L-arginine methyl ester. Các thí nghiệm đã được thực hiện để xác định xem nitric oxide synthase cấu trúc (NOS) hay dạng NOS cảm ứng (iNOS) chịu trách nhiệm cho cái chết tế bào thần kinh. Sự kích hoạt của NOS đã được xác nhận bởi sự tăng 39% trong nồng độ nitrate và nitrite tổng thể của tiểu não trong các não đã được điều trị L-CPA, so với nhóm đối chứng (đối chứng = 2.53 ± 0.10; điều trị L-CPA = 3.51 ± 0.31 nmol mg−1 protein, P < 0.01 từ kiểm định Student's t, n = 6, trung bình ± s.e.mean). Các phép đo sinh hóa của tổng hoạt tính NOS đã được thực hiện trong các mẫu đồng thể của tiểu não 6 giờ và 48 giờ sau khi cho L-CPA, thời gian mà nồng độ L-CPA đạt cực đại trong não và thời điểm có tỷ lệ cao của cái chết tế bào hạt tiểu não, tương ứng. Hoạt tính NOS được đo bằng lượng [3H]-arginine chuyển thành [3H]-citrulline, không cho thấy sự khác biệt nào giữa nhóm đối chứng (chuột được cho nước) và động vật được cho L-CPA ở cả 6 giờ và 48 giờ sau khi cho. Hơn nữa, khả năng của ba chất ức chế NOS, NG-nitro-L-arginine, 7-bromo-3-nitroindazole và S-methylisothiourea để ngăn chặn sự chuyển đổi của [3H]-citrulline thành [3H]-arginine là giống nhau ở các thời điểm 6 và 48 giờ trong chuột đối chứng và chuột được điều trị L-CPA. Autoradiography định lượng sử dụng [3H]-NG-nitro-L-arginine đã được sử dụng để đo lường phân bố giải phẫu tương đối và số lượng enzyme NOS trong tiểu não của các nhóm đối chứng và chuột được điều trị L-CPA sau 48 giờ. Không có sự thay đổi đáng kể nào trong việc gắn kết của [3H]-NG-nitro-L-arginine tới các lớp hạt và lớp phân tử của tiểu não trong não của chuột đối chứng và chuột được điều trị L-CPA. Western blotting sử dụng kháng thể chống enzyme NOS cảm ứng đã không phát hiện được protein trong các mẫu tiểu não của chuột được điều trị L-CPA khi đo lường 48 giờ sau khi cho L-CPA. Tóm lại, sự gia tăng nồng độ nitrate/nitrite trong tiểu não của các chuột được điều trị L-CPA cung cấp thêm bằng chứng cho việc kích hoạt NOS trong tiểu não sau khi cho L-CPA. Việc không chứng minh được sự gia tăng hoạt tính NOS ở 6 hoặc 48 giờ trong chuột được điều trị L-CPA so với các đối chứng cho thấy rằng nguồn gốc nitric oxide chịu trách nhiệm cho cái chết tế bào hạt phải xuất phát từ enzyme NOS cấu trúc, có thể là dạng thần kinh mà rất giàu trong tiểu não. Giả thuyết này đã được củng cố thêm bằng Western blotting và autoradiography định lượng.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1002/jhet.5570160816

BLAND‐WARD P.A., 1993, Isoform selectivity of indazole‐based nitric oxide synthase inhibitors., Br. J. Pharmacol., 110, 351P

10.1073/pnas.86.22.9030

10.1016/0896-6273(88)90162-6

10.1152/physrev.1991.71.3.813

10.1073/pnas.88.14.6368

EGGETT C.J., 1995, Mechanisms involved in the neurotoxicity of 3‐hydroxykynurenine., J. Neurochem., 65, S171

GARTHWAITE J., 1989, The NMDA Receptor., 187

JONES H.B., 1995, Ultrastructural alterations in the cerebellum of rats following L‐2‐chloropropionic acid administration., Human Exp. Toxicol., 14, 367

10.1016/0028-3908(94)00132-C

10.1038/364535a0

10.1073/pnas.88.16.7233

LOWRY O.H., 1991, Protein measurements with the Folin phenol reagent., J. Biol. Chem., 193, 265, 10.1016/S0021-9258(19)52451-6

10.1111/j.1471-4159.1991.tb08292.x

MONCADA S., 1991, Nitric oxide: physiology, pathophysiology and pharmacology., Pharmacol Rev., 43, 109

10.1016/0014-2999(91)90862-K

10.1006/bbrc.1993.1809

PATTHY M., 1995, Monitoring neuronal damage‐related changes in the levels of transmitters, some major metabolites and salicylate‐derived dihydroxybenzoates in rodent brain regions., J. Neurochem., 65, S172

10.1016/0166-2236(95)93890-A

10.1016/0896-6273(88)90076-1

10.1126/science.6093256

SIMPSON M.G., 1995, Neuropathological changes in rat brain following oral administration of L‐2‐chloropropionic acid., Human Exp. Toxicol., 14, 362

10.1111/j.1476-5381.1995.tb13256.x

10.1161/01.RES.73.6.991

10.1111/j.1476-5381.1996.tb15351.x

10.1006/taap.1996.0017

10.1146/annurev.pa.35.040195.001241

Thông tin
Thông tin xuất bản

British Journal of Pharmacology

Tập 119 Số 2

374-378

Thông tin tác giả