鐵介導依賴NMDA受體的鈣通路及海馬突觸可塑性的激活

鐵缺陷阻礙海馬依賴的學習進程并損傷認知行為，但是目前有關鐵在神經元功能上獨特作用的分子機制研究仍很少。本文研究了鐵如何經谷氨酸激動劑N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDA）參與鈣離子信號的產生及細胞外調節蛋白激酶（ERK）1/2的激活，以及由于鐵的添加或螯合作用對海馬基礎突觸傳遞及長時程增強（LTP）的影響。海馬原代培養中加入NMDA能引出持續的鈣信號，這需要功能性NMDA受體并且不依賴經L型鈣通道或AMPA受體的鈣內流。NMDA也能促進ERK1/2的磷酸化和核轉運。鐵經脫鐵氨螯合或斯里蘭卡肉桂咸受體介導的鈣釋放的抑制降低了鈣信號的持續時間，并阻止了NMDA誘導的ERK1/2的激活。海馬神經元培養中加入鐵能迅速增加胞內不穩定鐵離子庫并刺激活性氧族的產生；抗氧化劑N-乙?；腚装彼峄蛘哐踝杂苫宄齽㎝CI-186能阻斷這些反應。海馬原代培養中，在無鈣培養基中加入鐵能引出鈣信號并激活ERK1/2的磷酸化。斯里蘭卡肉桂咸受體抑制劑能阻斷這些反應，其能降低海馬腦片的基礎突觸傳遞的鐵螯合，抑制了鐵誘導的突觸刺激并損傷了由強刺激誘發的海馬CA1區神經元的持續LTP。相反，鐵的加入能易化低于適宜強刺激誘導的持續LTP。總之，該研究結果提示海馬神經元在NMDA受體激活后，需要鐵來產生斯里蘭卡肉桂咸受體介導的鈣信號，這又反過來促進ERK1/ 2的激活，并且是LTP持續的重要步驟。

[謝永玲摘 楊卓審校 譯自J Biol Chem，2011 Feb 4（Epub ahead of print）]