《NMDA受体在神经细胞凋亡和HIV相关痴呆症中的角色》

  • 来源专题:艾滋病防治
  • 编译者: 李越
  • 发布时间:2005-03-11
  • The N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR) is a highly Ca2+-permeable, ligand-gated ion channel in neurons and a member of the ionotropic glutamate receptor family. Excessive stimulation of the NMDAR leads to excessive intracellular Ca2+ influx, generation of free radicals such as nitric oxide and reactive oxygen species, collapse of the mitochondrial membrane potential, loss of ATP, and eventually neuronal apoptosis or necrosis depending on the intensity of the initial insult and the extent of energy recovery. This process is termed excitotoxicity and appears to be an integral component in a final common pathway to neuronal injury in neurodegenerative disorders including HIV-associated dementia. Infection by HIV-1 is mediated by interaction of the virus' envelope protein, gp120, with chemokine receptors in addition to CD4. These HIV co-receptors are expressed on all cell types in the CNS, although microglia are the predominant if not the sole cell type that is productively infected. HIV-associated neuronal damage occurs predominantly via an indirect pathway that involves the release of various excitotoxins by macrophages. Both NMDAR antagonists and specific chemokines can protect neuron, at least in vitro, against apoptosis induced by HIV/gp120 or by NMDA, suggesting cross-talk in the signaling pathways triggered by chemokine and NMDA receptors. The present review discusses neuronal apoptosis and HIV-associated dementia in light of recent findings concerning NMDARs and chemokine receptors.
  • 原文来源:http://www.aidscience.org/neuroaids/zones/articles/2000/11/NMDA/index.asp
相关报告
  • 《科学家阐明HIV相关痴呆症发生的分子机制》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2018-01-10
    • 近日,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自美国西北大学的研究人员通过研究首次鉴别除了引发HIV患者神经变性的分子过程,同时研究人员成功抑制了该病变过程。此前研究人员发现HIV患者大脑中β淀粉样蛋白的水平会升高,从而引发HIV相关的神经认知障碍(HAND),由于组合性抗逆转录病毒疗法能够明显减缓HIV的进展,因此有高达50%的患者都会表现出轻度的HAND症状,β淀粉样蛋白的积累被认为是多种类型痴呆症相关疾病患者神经变性发生的主要原因,尤其是阿尔兹海默病,但目前研究人员并不清楚为何HIV患者大脑中会产生β淀粉样蛋白,以及其如何诱发HAND的。 HIV并不会感染神经元,因为病毒并没有合适的受体,长期以来研究人员一直知道β淀粉样蛋白的水平会发生升高,但并不知道为何这种蛋白会过量产生以应对感染。这项研究中研究人员Naghavi及其同事就进行了一项大规模的实验寻找细胞中蛋白和Gag蛋白(HIV的重要蛋白)之间的相互作用关联,很多蛋白能够结合Gag,但其中有一种蛋白特别突出,即膜相关的淀粉样蛋白前体(app)能够被加工来制造具有毒性的β淀粉样蛋白。 研究者说道,我们都知道,APP是β淀粉样蛋白的前体,因此我们想要寻找APP,同时还在感染的巨噬细胞和小神经胶质细胞中发现APP转化成为β淀粉样蛋白的水平会增加。巨噬细胞和小神经胶质细胞是HIV能够感染的两类非神经性的大脑细胞,在这些细胞中,APP能干扰HIV的感染,而作为回应,HIV也会试图绕过这一障碍。在巨噬细胞和小神经胶质细胞感染期间,HIV的Gag蛋白会促进app的加工,从而降低细胞接收的耐受性,而这对于产生毒性β淀粉样蛋白或许具有一定的副作用。 研究者Naghavi表示,通过结合APP,Gag就会将其拖入细胞膜脂质筏区域中,在脂质筏区域就有酶类能够促进APP加工形成β淀粉样蛋白,这也是我们首次发现HIV能够克服巨噬细胞和小神经胶质细胞的APP所诱导的障碍。为了降低β淀粉样蛋白的积累,研究人员就能靶向作用分裂APP的酶类,即γ分泌酶,阻断app加工的抑制剂或能通过抑制感染和减少β淀粉样蛋白产生的双重过程来产生双重效应。 当药物阻断APP加工时,其就会降低β淀粉样蛋白的水平,并增加APP的水平,最后产生综合性效应,即降低神经变性的水平,同时维持APP原有的阻断感染的能力。这项研究中研究人员阐明了如何利用药物来阻断HIV的复制以及治疗HIV相关的痴呆症,后期他们还想通过研究阐明是否app会影响其它嗜神经性病毒的复制,比如寨卡病毒或巨细胞病毒等。然而将相关的研究结果转化成为能在患者机体中发挥作用的药物,或许还有很长一段路要走,具有期望效应的化合物或许对于人类机体有一定毒性,因此寻找一种能够调节γ分泌酶的无毒药物或许是研究人员下一阶段需要研究的重点。 HIV患者能够存活地更久或许要感谢目前更为有效的疗法,因此目前研究人员还需要解决HIV患者出现的相关慢性疾病,在联合抗逆转录病毒疗法的帮助下HIV患者能够过上类似于正常人的生活,但他们仍然会遭受诸如HAND等疾病的困扰,所以后期研究人员还需要通过进行更为深入的研究来开发改善HIV相关疾病的新型疗法。
  • 《HIV潜伏在大脑中会增加痴呆症风险》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-05-28
    • 人们长期以来就已知道导致获得性免疫缺陷综合征(AIDS, 俗称艾滋病)的HIV病毒靶向负责抵御入侵的微生物和抑制恶性癌症的免疫系统细胞并让它们失去功能。最近,研究人员还了解到HIV不仅靶向血液中的免疫细胞[1],而且靶向大脑和脊髓中的免疫细胞,此外HIV能够在人体内潜伏多年[2]。 我的导师Habibeh Khoshbouei博士一直致力于解决这个问题,并了解到大脑中HIV感染的一个后果就是年龄相关疾病更早地产生[3]。这些疾病包括神经系统疾病,如阿尔茨海默症[4]和帕金森病[5],以及对毒瘾的易感性增加[6]。 我们的实验室想知道为什么会这样。 尽管接受治疗,HIV影响依然持续存在 20多年来,强效的抗逆转录病毒药物联合使用[7]已可用于治疗感染上HIV的人,而且这些药物已显著地提高了HIV感染者的预期寿命[8]:从36岁提高到49岁。 尽管抗逆转录病毒药物联合使用(combinatorial antiretroviral therapy, CART)将HIV病毒载量降低至血液中无法检测到的水平,但是HIV能够潜伏在中枢神经系统内,在那里它能够整合到被称作小胶质细胞---大脑中的免疫细胞---的脑细胞的基因组中。 在大脑中,HIV继续产生病毒蛋白,损害大脑中被感染的细胞和未被感染的细胞,从而增加痴呆症、成瘾和其他神经系统问题的风险。鉴于HIV整合到小胶质细胞的基因组中以及CART药物不能够进入大脑中,每个感染上HIV的人都会遇到这种情况。问题是:为什么会这样? HIV蛋白让多巴胺信号失去调节 为了回答这个问题,我们使用了一种小鼠模型,在这种小鼠模型中,我们能够控制HIV病毒蛋白的水平以便研究HIV感染与神经系统疾病之间的关联性。 我们的实验室发现一种被称作HIV-1 Tat的HIV蛋白能够降低大脑中产生多巴胺(一种神经递质[9])所需的一种重要蛋白的水平。 多巴胺由中枢神经系统中的神经元和血液中的免疫细胞产生。通过利用共焦显微镜观察细节,我和我的同事们仔细研究了含有HIV-1 Tat蛋白的小鼠大脑中的多巴胺产生区,并惊奇地发现神经元是活的。但是,许多在正常情形下产生多巴胺的神经元无法产生尽可能多的多巴胺。我们还发现在一些神经元中不再能够检测到产生多巴胺所必需的一种被称作酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase)的酶。这提示着这些小鼠不能够制造比较多的多巴胺。 当小胶质细胞分泌HIV-1 Tat蛋白时,它能够进入多巴胺神经元中并降低它们的活性,这就使它们产生更少的多巴胺。这会降低它们与大脑中其他细胞进行通信的能力,从而破坏移动和奖励相关行为的能力。此外,在被称作黑质的大脑区域中,较低的多巴胺水平是帕金森病的一种典型特征,这使得艾滋病患者容易患上抑郁症并且对甲基苯丙胺和可卡因等药物成瘾[10]。 我们在Glia期刊上发表的研究成果[11]揭示了艾滋病患者如何更容易患上在一定程度上与大脑中多巴胺水平受到破坏有关的神经疾病和精神疾病。 显然更多的是治疗抑制血液中病毒水平的HIV。医学界需要能够扭转大脑HIV感染的长期后果的治疗方法。 明显的是,相比于抑制血液中HIV水平的HIV感染治疗方法,还有更多的事情要做。医学界需要逆转大脑中HIV感染的长期后果的治疗方法。