大鼠颈动脉体中外源信号调节激酶1（ERK1）和2（ERK2）的免疫组化分布

《Tissue and Cell》：Immunohistochemical distribution of extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK1/2) in the rat carotid body

　　慢性间歇性缺氧增强的颈动脉体缺氧敏感性与ERK1/2磷酸化密切相关。研究采用RT-PCR、免疫印迹和荧光双标技术，发现ERK1/2在化学感受器细胞群、支持细胞及感觉神经末梢均存在广泛表达，其中pERK1在细胞核和胞质中呈强免疫反应。免疫荧光显示pERK1/2在P2X2受体的感觉神经末梢和VGluT2标记的突触区特异性分布，并伴随S100B支持细胞表达。实验证实ERK1/2磷酸化通过调控突触间递质释放和受体表达，在缺氧适应及感觉神经可塑性中起关键作用。

　　在本研究中，科学家们探讨了慢性间歇性缺氧（CIH）对颈动脉体敏感性的影响，并进一步研究了ERK1/2（一种外源性信号调节激酶）在这一过程中的作用。颈动脉体是位于颈动脉分叉处的一种外周化学感受器，主要负责监测动脉血中的氧分压变化。当血液中的氧分压下降时，颈动脉体会通过释放神经递质（如三磷酸腺苷ATP）来激活附近的神经末梢，从而引发呼吸和心血管系统的反应。ERK1/2是细胞内信号传导通路的重要组成部分，可能在缺氧反应和神经末梢的活动调节中起关键作用。

研究人员通过RT-PCR和免疫印迹技术检测了ERK1和ERK2在雄性Wistar大鼠颈动脉体中的表达情况。实验结果显示，这两种激酶在颈动脉体中均有表达，且在蛋白质水平上也存在。此外，免疫印迹还检测到了强烈的磷酸化ERK1（pERK1）信号，这表明ERK1可能在缺氧刺激下被激活。在化学感受器细胞群中，ERK1/2的免疫反应广泛分布，而磷酸化ERK1/2则主要集中在某些含有囊泡核苷酸转运蛋白（VNUT）的化学感受器细胞和大部分含有P2X2嘌呤受体的神经末梢中。更进一步，pERK1/2的定位还出现在化学感受器细胞和支持细胞的细胞核中。这些结果表明，ERK1/2可能通过其底物的磷酸化作用，在化学感受器细胞和神经末梢中调控缺氧反应和敏感性。

在免疫荧光实验中，研究人员观察到ERK1/2在化学感受器细胞群中的分布情况。结果显示，ERK1/2的免疫反应广泛存在于化学感受器细胞和神经末梢中，表明它们可能在多种细胞类型中发挥作用。相比之下，pERK1/2的免疫反应则更为集中，并且在某些细胞中表现出强烈的信号。此外，通过碱性磷酸酶（ALP）处理的实验，研究人员验证了抗pERK1/2抗体的特异性，发现ALP处理后，pERK1/2的免疫反应显著减少，这表明抗体主要针对的是磷酸化的ERK1/2，而非未磷酸化的形式。

进一步的双免疫荧光实验显示，ERK1/2的免疫反应不仅存在于化学感受器细胞中，还广泛分布于支持细胞和神经末梢中。这种广泛的分布可能意味着ERK1/2在调控化学感受器细胞群中的多种功能方面具有重要作用。此外，pERK1/2的免疫反应在含有VNUT的化学感受器细胞和含有P2X2受体的神经末梢中尤为明显，表明这些细胞可能是ERK1/2活动的主要场所。在三重免疫荧光实验中，研究人员还发现pERK1/2与囊泡谷氨酸转运蛋白2（VGluT2）和P2X2受体的神经末梢存在共定位，这可能意味着ERK1/2在调节谷氨酸释放和P2X受体表达方面起着关键作用。

研究还提到，支持细胞可能具有类似胶质细胞的功能，因此它们可能在化学感受器细胞群的调节中扮演重要角色。支持细胞中可能表达P2Y2嘌呤受体，而这种受体在星形胶质细胞中已被证实能够激活ERK1/2。因此，ERK1/2可能在支持细胞中通过P2Y受体的信号传导途径发挥功能。此外，ERK1/2在细胞核中的定位也表明它们可能参与调控基因表达，如通过调节缺氧诱导因子1α（HIF-1α）的磷酸化，从而影响细胞在缺氧条件下的反应。

研究的局限性在于缺乏对ERK1/2功能的具体分析，以及在不同刺激条件下对ERK1/2活性的比较。因此，未来的研究需要进一步探讨ERK1/2在颈动脉体中的具体作用机制，特别是在刺激条件和底物调控方面的功能。这些研究可能有助于更深入地理解慢性间歇性缺氧对化学感受器细胞群的影响，并为相关疾病的治疗提供新的思路。

总之，本研究通过多种实验方法，揭示了ERK1/2在颈动脉体中的广泛表达和其在化学感受器细胞和神经末梢中的关键作用。这些发现表明，ERK1/2可能在调控缺氧反应和化学感受器敏感性方面发挥重要作用，尤其是在慢性间歇性缺氧诱导的神经活动增强过程中。然而，为了全面理解ERK1/2的功能，还需要更多的实验数据和功能分析。