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.1996年7月1日；16(13):4069-79.
doi:10.1523/JNEUROSCI.16-13-04069.1996。

运动神经元在体外选择性易受AMPA/红藻氨酸受体介导的损伤

S G Carriedo公司 1, H Z阴, J H Weiss（J H魏斯）
附属公司

运动神经元在体外选择性易受AMPA/红藻氨酸受体介导的损伤

S G Carriedo公司等。 神经科学. .

摘要

非磷酸化神经丝标记物SMI-32对脊髓切片中的运动神经元进行染色，并对培养脊髓神经元的一个子集进行染色[“大SMI-32（+）神经元”]，其形态与体外鉴定的运动神经元一致：大细胞体、长轴突和广泛的树突树状结构。它们优先在脊髓腹侧培养物中发现，进一步证明了大型SMI-32（+）神经元确实是运动神经元，SMI-32染色通常与已建立的运动神经元标记物（包括乙酰胆碱、降钙素基因相关肽和外周蛋白）共定位。此外，胆碱乙酰转移酶活性（运动神经元群的一个常用指标）和外周蛋白（+）神经元与大型SMI-32（+）神经细胞一样，对AMPA/红藻氨酸受体介导的损伤具有不同寻常的脆弱性。Kainate诱导的这些运动神经元标记物的丢失是Ca2+依赖性的，这支持了Ca2+离子在这种损伤中的关键作用。升高细胞外Ca2+会加重损伤，而清除细胞外Ca2+具有保护作用。这种脆弱性的基础是观察到大多数外周蛋白（+）神经元，如大型SMI-32（+）神经元，都会受到红藻氨酸刺激的Co2+摄取，这是一种组织化学染色，可以识别具有Ca2+可渗透AMPA/红藻氨酸受体门控通道的神经元。最后，大的SMI-32（+）神经元和外周蛋白（+）神经细胞都因长期（24小时）低水平暴露于红藻氨酸（10微米）或谷氨酸再摄取阻断剂L-反式吡咯烷-2,4-二羧酸（100微米）而选择性受损，这可能与疾病中的慢运动神经元变性有更大的相关性。在这些低水平红藻氨酸暴露期间，大SMI-32（+）神经元的细胞内Ca2+浓度高于大多数脊髓神经元，这表明Ca2+离子在这种更缓慢发展的损伤中也很重要。

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数字

图1。
图1。
运动神经元标记物标记脊髓切片中的大腹角神经元。显微照片显示成人脊髓切片被SMI-32抗体染色（如上所述）(一个)，外围设备(B类)、CGRP(C类)、ACh(D类)或ChAT(E类). 对于每个标记底部面板显示神经元的高倍（400×）细节箭头在里面顶部面板.比例尺，300μm。
图2。
图2。
运动神经元标记物标记脊髓培养中的神经元。显微照片显示相控显微镜下分离的脊髓培养物(一个,箭头显示假定运动神经元在染色前或用SMI-32抗体进行免疫染色（如上所述）后的典型外观(B类,箭头显示轴突分支），外周蛋白(C类)，CGRP(D类)、ACh(E类)或ChAT(F类). 请注意SMI-32和外周蛋白染色提供的广泛形态学细节（通常显示广泛的树突树枝状结构以及通常延伸数毫米的单个轴突样突起）。相比之下，其他染色剂提供的形态学细节相对较少(D–F型,箭头指示代表性染色的神经元）。比例尺，100μm。
图3。
图3。
左上角。大多数外周蛋白（+）神经元也是SMI-32（+）。显微照片显示外周蛋白和SMI-32在可见光下双重染色的培养物(一个和荧光显微镜下(B类，SMI-32标签）。大多数外周蛋白（+）神经元表达SMI-32免疫反应。其他双标记研究显示，大多数ACh或CGRP免疫活性神经元为SMI-32（+）（见结果）。比例尺，50μm。
图4。
图4。
外周蛋白（+）和大SMI-32（+）神经元的Kainate损伤是Ca2+-依赖：形态外观。脊髓培养物暴露于红藻氨酸（100μ米10分钟），在1.8米的情况下米钙2+(A、 C类)或缺乏钙2+(B、 D类)24小时后，对其中一种外周蛋白进行染色(A、 B类)或SMI-32(C、 D类). 尽管在钙存在的情况下这些次最大暴露2+对许多（但不是所有）标记神经元造成严重损伤，清除钙2+在暴露期间，大多数神经元得到了良好的保存。比例尺，100μm。
图5。
图5。
脊髓运动神经元群的Kainate损伤是Ca2+-依赖。一个钙对SMI-32（+）和外周蛋白（+）神经元的Kainate损伤2+-依赖。培养物暴露于红藻氨酸（100μ米10分钟）2+浓度。20–24小时后，对整体神经元丢失和大型SMI-32（+）或外周蛋白（+）神经元的丢失进行评估（如材料和方法中所述）。数值代表四个实验的平均值±SEM；n个=每种条件9–15个培养基。&表明标记的神经元丢失与1.8米处的标记神经元丢失显著不同米钙2+条件(第页<0.05（双尾）吨测试）。#表明标记的神经元丢失与相同暴露后的总神经元丢失显著不同(第页<0.01双尾吨测试）。B类，Kainate诱导的脊髓ChAT活性丧失是Ca2+-依赖。培养物暴露于红藻氨酸（100μ米15分钟）2+浓度。20–24小时后（如前所述）评估整体神经元丧失和ChAT活性丧失。数值代表10个实验的平均值±SEM；n个=每种情况下27–36个培养基。&表明ChAT放射性损失与10m中的明显不同米钙2+条件(第页双尾<0.01吨测试）。#表明相同暴露后ChAT活性丧失与整体神经元损伤有显著差异(第页双尾<0.01吨测试）。
图7。
图7。
运动神经元选择性地易受缓慢的兴奋性毒性损伤。一个，慢性红藻氨酸暴露可选择性损伤SMI-32（+）大神经元和外周蛋白（+）神经元。将培养物暴露在指定的红藻氨酸浓度下20–24小时，然后评估对整个神经元群和标记神经元群的损伤。数值代表三到四个代表性实验的平均值±SEM；n个=每种情况10–12个培养基。#表明标记的神经元丢失与相同暴露后的总神经元丢失显著不同(第页双尾<0.01吨测试）。B类，大SMI-32（+）神经元因长期暴露于谷氨酸再摄取阻断剂PDC而选择性受损。将培养物暴露于PDC（100μ米)单独或添加谷氨酸受体拮抗剂（每种浓度为10μ米)然后评估整体神经元群和大型SMI-32（+）神经元的损伤。数值代表三到四个代表性实验的平均值±SEM；n个=每个条件9–12个培养基。#表明相同暴露后SMI-32（+）神经元的大量损失与总神经元损失显著不同(第页双尾<0.01吨测试）。&表明SMI-32（+）神经元的大量丢失与100μ米PDC条件(第页双尾<0.01吨测试）。
图9。
图9。
大型SMI-32（+）神经元显示大量[Ca2+]我低水平红藻氨酸暴露期间的升高。一个，[Ca的分布2+]我添加红藻氨酸（10μ米). 所有大型SMI-32（+）神经元的[Ca值均高于平均值2+]我值。B类，[Ca的时间进程2+]我变化。[加利福尼亚州2+]我在添加红藻氨酸（10μ米). 在显示的44个神经元中，2个神经元由实线是大型SMI-32（+）神经元。
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参考文献

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