Homer1a通过抑制容量性钙内流减轻神经元氧化应激损伤

摘要

背景：氧化应激是缺血性神经元损伤的重要损伤机制,其与细胞内钙动态失衡关系密切.Homer1a,作为一种重要的突触后致密物,广泛参与神经元钙通道功能调节.同时,容量性钙内流(Capacitative calcium entry,CCE)是神经元钙动态平衡的重要调节机制.然而,Homer1a是否影响神经元氧化应激损伤,CCE在其中发挥何种作用,目前尚不清楚. 目的：明确Homer1a及CCE在神经元氧化应激损伤中的作用;探讨Homer1a是否参与调节CCE及其具体作用机制. 方法：在经典的谷氨酸诱导的HT-22细胞氧化应激损伤模型中,采用免疫印迹、免疫荧光检测相关蛋白分子的表达;采用钙成像检测细胞内钙浓度的改变;采用CRISPR/CAS9基因敲除技术敲除基质相互作用分子1(Stromal interaction molecule1,STIM1)表达;采用线粒体氧化水平报告基因监测线粒体氧化水平;采用免疫共沉淀检测蛋白分子间相互作用. 结果：(1)上调Homer1a表达可明显减轻氧化应激损伤、晚期细胞钙超载及降低线粒体氧化水平;而下调Homer1a则加重氧化应激损伤和线粒体氧化水平;(2)氧化应激损伤后,STIM1蛋白表达并无明显改变,但其斑块数及细胞膜附近定位明显增加;(3)CCE抑制剂或STIM1基因敲除可明显下调CCE所介导的钙内流,并减轻氧化应激损伤;(4)上调Homer1a蛋白表达可明显抑制神经元CCE,然下调Homer1a表达对其并无明显作用;(5)免疫共沉淀发现Homer1a、STIM1和Orai1蛋白分子间存在相互作用,上调Homer1a表达可明显减少谷氨酸处理所引起的STIM1-Orai1蛋白分子间的相互作用. 结论：Homer1a可能通过抑制STIM1-Orai1蛋白复合体形成,减轻CCE所介导的细胞内晚期钙超载及线粒体氧化应激,最终促进神经元存活.