一
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综
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c—los基因在海马神经元的表达和意义
崔剑综述，陶国才，毕敏审校
(第三军医大学西南医院麻醉科重庆400038)
关键词：基因；海马;c—los；神经元；麻醉
中图分类号:R614.1文献标识码:A文章编号:1671—8348(2003)01—0108—03
即刻早期基因(Immediateearlygene.lEG)的研究始于2O
世纪8O年代末期，是指一种在受到外界刺激时对机体发生的神经递质，激素，冲动传导等在短时间内(数分钟)即可表达的
基因，在体内相当于第3信使的作用.c—fos基因是即刻早期
基因里具有代表性的一个，在对海马功能的分子水平的研究中起到至关重要的作用.本文就海马的功能研究进展,c—fos基
因的表达和检测方法，以及c—fos基因在海马的表达及其意义作一综述.
1海马的基本结构和功能
海马结构位于大脑半球颞叶内侧深部，属于古皮质，由海
马本部和齿状回，下托组成，其中海马本部和齿状回在冠状切
面上形成"c"形结构，下托为海马和海马旁回皮质之间的移行部.海马本部按细胞学分为多形细胞层，锥体细胞层，辐射层,
腔隙层和分子层，主要是锥体细胞；齿状回主要由颗粒细胞组成，是海马的传人门户.另外，按照细胞学形态和纤维联系又
可分为CA1,CA2,CA3,CA44个区.CA1与下托相连.CA4
位于海马本部和齿状回的移行部.发自于内嗅区的纤维传到
齿状回的颗粒细胞.颗粒细胞又发出苔藓纤维到CA3区.而颗粒细胞的轴突与CA1区的锥体细胞形成突触连接,CA1区又
发出纤维与内嗅区相连.形成一个闭合的4级神经元回路.
对海马功能的研究一直是人们研究的焦点.但其具体的功
能尚不是非常清楚.一般认为海马跟许多高级神经活动，植物
神经功能，行为反应等都有关.大量的研究表明海马跟近期记
忆和新信息的储存有关_】?，也有研究表明海马在衰老的发展过程中起着至关重要的作用l3].海马是否是麻醉药的主要作
梁柏楠
用部位尚研究甚少，徐礼等在对疼痛的研究中发现，用氟烷
对大鼠进行麻醉时，大脑的海马隔核部位有c—fos基因的表达. 表明梅马是氟烷产生疼痛抑制作用的一个部位l4].已有研究
证明经fos及jun蛋白诱导后短时间内同一批细胞相继激活前
强啡肽基因，而前强啡肽基因编码的是一个家族的阿片肽.所
以认为它是痛觉反应的重要成分].海马是否和全麻药物引
起的遗忘作用有关尚未见相关报道.
2c—fos基因表达
基因表达是指转录和翻译这一过程.c—fos基因属于核内
编码因子原癌基因类，这些核内编码因子类原癌基因的特点是其本身的表达也要受调控，而起调控作用的往往是原癌基因本身.基因要表达.必需先要脱调控].c—fos基因是参与细胞最
早期功能活动的基因.当细胞受刺激发生脱调控表达时，其核
内的c—fos原癌基因被激活并表达fos蛋白，细胞在缺血，缺氧，损伤，药物作用以及兴奋等情况下均可产生_7'.Mor—
pmh
gan认为c—fos基因的表达需要电压依赖性钙通道和剂量依赖的诱导药物，这两种机制激发细胞兴奋，并认为受突触活化的
神经元细胞膜的持续去极化是c—fos基因表达的直接机制.
也有不少学者认为其与NMDA受体的活动有关[12,13,10].Ma—kotoFunahashi在研究牙冠刺激对海马部位c—fos基因表达的影响时发现.对小鼠牙冠进行不同程度的刺激，随着刺激的加深，海马部位c—fos基因的表达却相应减少，推测海马部位C—fos基因的诱导产生机制可能是海马后部浅层的皮质神经元受到了抑制.并据此得出c—fos基因表达的抑制可能跟GABA受体介导的IPSPs有关_】.
扩散性抑制是指能诱发细胞的能量代谢但又不破坏细胞昆德拉
结构的一种持续性去极化波.它被认为是脑皮质损伤，缺血时
诱导基因表达的最主要的机制.在研究扩散型抑制对转基因
莫西沙星肺部感染的效果动物的影响实验中发现.如果转基因大鼠在接受扩散性抑制后1～4h，在脑多个部位都检测到有c—fos
基因的表达.表明即使扩散性抑制这样的微弱刺激都可以引起c—fos基因的表达，显示了c—fos基因表达的及时性和敏感性_】.c—fos基因表达的产物是人类金属硫IIa基因启动子转录因子.和c—iun基因的
表达产物共同组成激活蛋白一1(AP一1)的2个亚基，与它们识别并与之结合的DNA序列是5'-TGAG/CTCA一3回文结
构?.
3c—fos基因检测方法
分子生物学技术的发展日新月异，目前对c—fos基因的检
测有很多种方法，最常用的是原位杂交和免疫组化法，原位分
子杂交法测定c—losmRNA，可以鉴别产生c—fos基因的细胞和部位；而免疫组化法用于测定fos核蛋白，在已知基因结构的
情况下可制作抗体，检测时简单方便_】.对海马与c—fos基因
关系的研究中.试验对象一般可采取两种方法.一种是在实验
对象接受试验条件后.采用免疫组化法测定有c—fos基因表达
的细胞和部位_5；另外一种是对海马细胞进行体外培养，直接
图片轮显对培养的细胞实施试验条件，采用RT—PCR等方法观察细胞
的c—fos基因的表达_】.注意选择合适的实验对象，一般认为
樱桃利口酒●
重庆医学2003年1月第32卷第1期
大鼠或小鼠的遗传背景较稳定，实验条件较易控制，价格便宜,
适用于需要较大量实验对象者；海马细胞的培养最好选用14d
以后的胚胎小鼠或者新生小鼠'；另外还要注意操作时要
尽量减少脑组织的损伤度，建立良好的对照，因为c—fos基因的
表达非常敏感，尽量减少掺杂因素的存在.
4c—fos基因在海马神经元表达的意义
c-fos基因为早期反应基因，在正常情况下参与细胞的生
长，分化，信息传递，学习和记忆等生理过程，被认为是研究中
枢神经系统最有代表性的即刻早期基因[10,20].c—fos基因在海马组织受到轻微刺激时就能表达，在对海马神经元原代培养的
缺氧研究中发现，随着缺氧时间的延长，缺氧海马神经元的细
胞核中fos—IR阳性率逐渐增多，缺氧12h后，大部分神经元胞
膜破裂，胞核崩解，几乎所有fos—IR神经元胞核发生弥散或消失.表明缺氧后海马神经元的表达与缺氧后神经元的继发性损害有关.丁爱石等还发现，一些对大鼠海马神经元具有营
养作用的细胞因子如II一1B,II一2,I6等能诱导体外培养的神经胶质细胞产生fos蛋白，证明c—fos基因的表达是这些因子发挥作用的中间过程,fos蛋白可能在外界刺激一转录耦联的信使传递中起着核内第3信使的重要作用.Anokhin等研究
发现，防卫性的应激反应能诱导海马部位产生c—fos基因的表达，而且发现对刺激产生的反射错误较多的小鼠海马部位c—fos基因表达明显高于产生错误少者_2，提示海马部位c—fos
基因的表达可能与智力及本能反射有关.康静琼等应用
TUNEI(Terminaldeoxynucleotidyltransferasemediated
duTP-biotinnickendlabeling)法和免疫细胞化学方法检测了
c-fos反义寡核苷酸对谷氨酸诱导原代培养的海马神经元及
PC12细胞凋亡以及对凋亡蛋白Bax表达的影响，结果显示与
对照组相比,c_fos反义寡核苷酸谷氨酸诱导原代培养的海马
神经元及PC12细胞的凋亡率减少和凋亡蛋白Bax表达量下降，认为c—fos反义寡核苷酸对谷氨酸诱导的细胞凋亡有保护作用[.
在对海马进行的缺血再灌注试验中发现，缺血再灌注后,
海马的CA(2-4)区的c—fos基因表达明显高于相对较脆弱的CA1，而如果在缺血再灌注时给与对神经元
有明显保护作用的NMDA后发现,CA1区c—fos基因表达明显增强，进一步的研究还表明NMDA对CA1区的保护作用可能是c—fos基因表达的转录因子引起了晚期基因的表达.还有一些实验显示C—
fos基因在海马的表达与衰老，细胞代谢，睡眠与苏醒等有关,
其具体的机制尚待进一步的研究_2..'.
5展望
海马是神经系统的高级神经核团，多年来对其结构和功能
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