钠钾氯共转运体在γ-氨基丁酸引起的肠神经元兴奋中的作用

作     者：刘素梅 郑丽飞 NEITZEL Kayla 纪托 REN Wei 曲梅花 LIU Sumei;ZHENG Lifei;NEITZEL Kayla;JI Tuo;REN Wei;QU Mei-Hua

作者机构：美国威斯康星大学拉克罗斯分校科学与健康学院生物学系威斯康星州拉克罗斯市54601 美国俄亥俄州立大学医学院生理学与细胞生物学系俄亥俄州哥伦布市43210 首都医科大学基础医学院生理学与病理生理学系北京100069 潍坊市第二人民医院转化医学中心潍坊261053 

出 版 物：《生理学报》 (Acta Physiologica Sinica)

年 卷 期：2020年第72卷第3期

页      面：263-273页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071003[理学-生理学] 

基　　金：supported by DK 097460 from the National Institutes of Health,USA,Research Starter Award from the Pharmaceutical Research and Manufacturers of America Foundation,Seed Grant Award from the University of North Carolina Center for Functional GI&Motility Disorders,USA,National Key Research and Development Program,China(No.2016YFC1302203) Beijing Natural Science Foundation,China(No.5172006,ZLF)。 

主　　题：钠钾氯共转运体 钾氯共转运体 γ-氨基丁酸 肠神经系统 胃肠道 

摘      要：γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)是成年个体中枢神经系统(central nervous system, CNS)的一种抑制性神经递质,但对未成熟CNS神经元有兴奋作用。出生后GABA对CNS神经元的作用由去极化逐渐转为超极化,这种转变主要是由于大脑Na^+-K^+-2Cl^-共运体1 (Na^+-K^+-2Cl^-symporter 1, NKCC1)表达逐渐减少和K^+-Cl^-共运体2 (K^+-Cl^-cotransporter 2, KCC2)表达增加。与CNS神经元不同,肠神经系统(enteric nervous system, ENS)中未成熟和成体神经元都可被GABA去极化。GABA激发ENS神经元兴奋的分子机制尚不清楚,但与ENS神经元内的高Cl^-浓度有关。本研究目的是检验一个假设,即ENS神经元的细胞内高Cl^-浓度是由NKCCs活动维持的。结果显示,NKCC2免疫反应性(immunoreactivity, IR)在出生后第1天(P1)大鼠结肠ENS中出现,随后持续升高,在P14达到稳定的高水平,并在成年后保持在这一水平。NKCC1的IR出现在P14大鼠的ENS中,并维持到成年。在任何发育阶段的大鼠ENS中都检测不到KCC2的IR。在ENS神经元中,NKCC1和NKCC2均与GABAA受体共同表达。外源性GABA (1 mmol/L)可引起ENS神经元膜去极化。GABA诱导的去极化逆转电位约为-16 m V。NKCC抑制剂布美他尼(50μmol/L)或速尿(300μmol/L)可显著抑制GABA诱导的去极化。布美他尼(50μmol/L)使GABA诱导的去极化逆转电位向超极化方向移动。无论是KCC抑制剂DIOA (20μmol/L)还是Cl^-/HCO3-交换抑制剂DIDS (200μmol/L)对GABA诱发的去极化都没有明显影响。以上结果提示,ENS表达NKCC1和NKCC2,但是不表达KCC2。NKCC1和NKCC2在GABA引起的肠神经元兴奋中起重要作用。