神经系统中的一氧化氮和一氧化氮合酶

<正> 80年代初Funchgott等发现许多血管扩张剂(如ACh)的扩张血管作用是由于血管内皮受到刺激释放血管舒张因子,此因子引起血管平滑肌松弛,从而引起血管扩张;而并非由于激动其受体而直接产生者。后来的研究表明,血管舒张因子就是一氧化氮(NO)。近年来,业已从多种组织中提取了一氧化氮合酶(NOS)。在脑组织,已证实NOS就是依赖还原型辅酶Ⅱ的硫辛酸脱氢酶(NADPH Diaphorase,ND)。本文对NOS和NO的一些基本问题做一综述。     

一氧化氮及其合酶

对生物体内ＮＯ的研究，已成为当今医学界最为活跃的研究领域。目前已知有三类ＮＯ合酶，分别由内皮细胞、神经细胞及巨噬细胞产生。但新的研究结果显示这三种酶并非仅仅局限于这些部位。在其它部位亦可存在。如骨骼肌中的神经性ＮＯ合酶，它产生的ＮＯ以两种不同方式分别调节骨骼肌的收缩和舒张。     

一氧化氮、一氧化氮合酶与视网膜病变

1980年Furchgott和Zzwadzki^[1]发现血管内皮细胞能产生并释放内皮衍生舒张因子（endothelium-derived relaxing factor,EDRF),又证实其中含有一氧化氮（nitric oxide,NO).Palmaer^[2]等进一步证实EDRF细胞学本质即为NO,Bredt(1991年）[3]首次成功地克隆了一氧化氮合酶（nitric oxide,NOS),从而将NO的研究推进到细胞分子水平,有关NO及其在医学各领域的应用及研究迅速展开,目前研究已表明,NO是一种内源性血管扩张剂,炎症介质,血小板聚焦抑制因子和神经递质^[4],本文就NO与眼部疾病的关系作一综述。     

一氧化氮,一氧化氮合酶与脑缺血损伤

在脑缺血损伤的不同阶段，不同类型的一氧化氮合酶（NOS）通过其催化生成的一氧化氮（NO）发挥不同的功能。在脑缺血早期，eNOS介导短时保护性作用，而nNOS则介导神经毒性效应并很快占据优势，使脑缺血损伤进展；至晚期，iNOS表达并介导毒性作用，使缺血生成的NO分别在脑缺血进展期和晚期介导神经毒性作用。这种机制为脑缺血损伤的治疗提供了新途径。     

线粒体一氧化氮合酶的研究进展

Nitric oxide (NO) is an intra - and intercellular messenger with a broad spectrum of activities in the central nervous system, cardiovascular and immune systems. Mitochondrial nitric oxide synthase(mtNOS), which might be a new form of NOS in mitochondria, has been discovered to be active in the regulation of mitochondrial respiration, energy metabolism and manypathophysiological processes. In this review, the location, properties, physiological and pathophysiological significance of mtNOS were summarized.     

睾丸一氧化氮合酶与雄性生殖

一氧化氮合酶（nitric oxide synthase,NOS）在NADPH（还原型辅酶Ⅱ）存在下催化L－精氨酸分解生成一氧化氮（nitric oxide,NO）。NOS有以下几种形式：神经型NOS（nNOS），诱导型NOS（iNOS），内皮型NOS（eNOS）。NO是目前研究最多的体内信息分子和效应分子，广泛存在于人体的心血管系统、神经系统、消化系统、免疫系统、生殖系统等。NOS和NO对生殖活动的作用已被广泛研究，如对睾丸微循环的调解，参与睾酮分泌，调解精子活动等。本文对睾丸NOS／NO与雄性哺乳动物生殖关系的研究进展作一概述。     

一氧化氮合酶及其调节

一氧化氮合酶（ＮＯＳ）包括内皮细胞性、神经原性和诱生性三种，其基因分别位于人第７、１２和１７号染色体上。ＮＯＳ是高度保守性蛋白，种属间同一ＮＯＳ的氨基酸同源性大于８０％，但不同ＮＯＳ间仅５０％左右。业已证明ＮＯＳ是非均一性酶，同一酶可存在于不同细胞，而一种细胞可有一种以上的酶。ＮＯＳ的活性受基因转录、翻译、翻译后修饰等多环节调控。对ＮＯＳ的调控研究可指导ＮＯ介导的疾病进行针对性防治     

病毒性肝炎中一氧化氮合酶调节的分子生物学机制

研究发现一氧化氮(NO)参与肝细胞的多项生理功能的调节,参与各种肝病的病理过程。一氧化氮具有潜在的抗病毒活性,一氧化氮合酶(NOs)作为产生一氧化氮的限速酶,不但参与一氧化氮的生成,还与一氧化氮的各种生理功能密切相关。了解与阐明肝细胞中一氧化氮合酶的分子生物学作用调节机制,有利于揭示病毒性肝炎的发病机理     

吸烟大鼠一氧化氮合酶和一氧化氮的变化

目的:观察吸烟对大鼠肺组织iNOS、eNOSmRNA和蛋白表达以及支气管肺泡灌洗液(BALF)中NO的影响, 探讨不同类型的NOS在吸烟所致慢性气道炎症中的作用。方法:选用Wistar大鼠80只随机分为对照组, 被动吸烟组, iNOS抑制剂L-NIL干预组及NOS抑制剂L-NAME干预组。用免疫组化法检测iNOS及eNOS的蛋白表达, 用RT-PCR检测iNOS及eNOSmRNA的表达, 用Griess法测定BALF中的NO^-₂/NO^-₃含量。结果:吸烟大鼠肺组织中iNOSmRNA及其蛋白表达增加, eNOSmRNA及蛋白表达下降, BALF中细胞总数及NO^-₂/NO^-₃显著增加(P＜0.05)。在体实验发现, L-NIL使BALF中细胞总数及NO^-₂/NO^-₃下降(P＜0.05);L-NAME对BALF中细胞总数及NO^-₂/NO^-₃无显著影响(P＞0.05)。结论:吸烟大鼠肺组织iNOSmRNA和蛋白表达增加, eNOSmRNA和蛋白表达减少。活化的iNOS产生大量NO促进炎症发展。     

脑挫伤后一氧化氮合酶阳性细胞及一氧化氮含量的变化

目的　探讨脑挫伤后一氧化氮合酶 (NOS)阳性细胞和一氧化氮 (NO)的变化和意义。方法　采用自由落体法致Wistar大鼠顶叶皮质挫裂伤动物模型。伤后 2 4h、72h和 7d取脑 ,制作冰冻切片 ,采用NADPH组织化学染色 ,显示脑挫伤区NOS阳性细胞。用硝酸还原酶法测定血液和脑组织中NO含量。结果　脑挫伤后 72h ,NOS阳性细胞数密度 (Nv)和面密度(Sv)明显增高 (P <0 0 5 ) ,而且 7d时仍无明显下降。血液和脑中NO含量也增高 ,并与NOS细胞呈平行关系。结论　脑挫伤后不同时间NOS细胞数目和NO含量有明显改变 ,提示NOS和NO参与了脑挫伤的病理过程     

抑制一氧化氮合酶活性促进大鼠脊髓损伤修复

NO是兼有细胞间第二信使和细胞毒性作用的气体性神经活性物质。过量NO是导致神经细胞死亡的主要因素之一、应用大鼠脊髓磁控过半夹损模型，在施加NOS抑制剂L－NAME和生理盐水作为对照条件下，手术后8周内动态观察行为学、电生理学和形态学变化．结果表明；损伤后1周，后肢行为能力逐渐增强，其中抑制剂组恢复速度较快、程度也较好，可记录到恢复的下行性脊髓诱发电位，在空洞形成和脊髓萎缩程度方面抑制剂组也均明显轻于对照组，抑制剂组未见NOS表达；但对照组伤后NOS阳性神经元渐增，至4周时达较高水平．后渐降并伴有损伤区不断扩大，神经元尼氏体移位、减少或消失。结果提示；神经损伤可诱导NOS表达，NOS抑制剂L－NAME对脊髓损伤的修复有促进作用，其机制可能与NO介导的神经毒性受阻有关。     

一氧化氮合酶和5-羟色胺在体外培养的胚鼠脑干神经元内的共存研究

采用 NADPH-d组织化学和 5 -羟色胺免疫组织化学双重反应技术 ,探讨在体外培养条件下 E14 d SD胚鼠脑干神经元中5 -羟色胺与一氧化氮合酶阳性神经元的体外生长发育过程以及 5 -羟色胺与一氧化氮合酶的共存。将 E14 d SD胚鼠脑干细胞悬液接种于 2 4孔培养板 ,实验按培养龄分 4组分别在接种后 5 d、10 d、15 d和 2 1d终止培养 ,先进行 NADPH-d组织化学反应 ,再行 5 -羟色胺免疫组织化学反应。结果显示 :各实验组均可观察到三种神经元 ,即 5 -羟色胺免疫阳性神经元、一氧化氮合酶阳性神经元和两者的双重阳性神经元 ,其中双重阳性神经元占多数 ,并以梭形神经元为主 ,胞体呈三角形、多角形、梭形或卵圆形。 10 d组的双重阳性神经元突起最长可达 60 0μm以上 ,末端可见明显的生长锥 ,轴突终末分支上分布有大量的膨体 ,并与其它神经元的胞体或突起之间形成接触。本研究结果证明一氧化氮合酶和 5 -羟色胺可以在体外培养的胚鼠脑干神经元内共存 ,提示一氧化氮合酶可能与 5 -羟色胺共同参与胚脑的发育。     

一氧化氮合酶同功异构酶在大鼠中枢神经系统的分布

本文采用免疫组织化学技术观察三种一氧化氮合酶同功异构酶在正常大鼠中枢神经系统的分布。结果显示：ＮＯＳ１ 阳性神经元分布于中枢神经系统的广泛区域,包括大脑皮质Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ层,海马分子层,齿状回多形层,尾壳核,中脑上丘,小脑皮质分子层和颗粒层,脊髓Ⅰ、Ⅱ层、侧角、中央灰质和前角。脊髓中央管室管膜上皮也为阳性。ＮＯＳ３ 阳性神经元的分布区域与前者有部分重叠,但也有差别：大脑皮质相同层次内的ＮＯＳ３ 阳性神经元的形态和染色不同于ＮＯＳ１;密集分布于海马锥体细胞层和齿状回颗粒细胞层;小脑浦肯野细胞ＮＯＳ３ 阳性;另外,ＮＯＳ３ 阳性神经元弥散分布于脊髓内,其胞体和核仁均呈阳性。ＮＯＳ２ 阴性。广泛的分布表明ＮＯ 与中枢神经系统的诸多功能有关,而ＮＯＳ１ 与ＮＯＳ３ 分布的差异又说明中枢神经系统不同神经元内ＮＯ的产生是由此两种同功异构酶分别参与而完成的。     

狗视网膜内一氧化氮合酶的表达

目的：探索狗视网膜内ＮＯＳ阳性细胞的分布和类型。方法：应用ＮＡＤＰＨ－黄递酶组化方法。结果：视网膜内含两种ＮＯＳ阳性细胞,一种胞体较大,圆形成三角形,着色深,直径为１２～１５μｍ,大闰地节细胞层,由胞体发出２～３支突起伸向内网层,另一种胞体上,圆形成卵圆形,着色浅,直径为６～８μｍ、胞突短,伸向内网层,胞体主要位于内核层近内网层处,少数位于内核层中部。两种ＮＯＳ阳性细胞分布和反应度均不同。结论：大     

大鼠局灶性脑缺血—再灌注后尾壳核神经型一氧化氮合酶表达的变化

目的：探讨神经型一氧化氮合酶（Neuronal nitric oxide synthase,nNOS)在大鼠脑缺血后不同时程尾壳核内的变化。方法：应用大鼠大脑中动脉阻塞模型（MCAO）,结合免疫细胞化学ABC法和图像定量分析技术进行研究。结果：缺血－再灌注早期（0h,1h,6h)尾壳核内nNOS免疫反应阳性神经元数量减少,细胞形态变圆,树突缩短,形态学参数开始下降,缺血－再灌注中期（24h,48h,72h)nNOS阳性神经元数量和形态学参数较前有一过性升高,但随后仍持续降低,缺血－再灌注后期（1W）nNOS阳性神经元数量继续下降,胞体浓缩,树突消失,细胞崩解,形态学参数降到最低,结论：脑缺血－再灌注后尾壳核内nNOS免疫反应阳性神经元损伤较重,持续时间长,后期更为严重,这可能会影响尾壳核功能的恢复。     

束缚应激大鼠下丘脑内一氧化氮合酶与c-fos蛋白的共存

为了探讨下丘脑内一氧化氮与应激之间的关系，本实验应用NADPH-d组化法和C-fos免疫组化技术相结合的方法，对束缚应激大鼠下丘脑内一氧化氮合酶（NOS）和c-fos蛋白的分布以及两者的共存关系进行了观察。结果表明，大鼠在束缚应激4h后，（1）室旁核大细胞部和视上核可见密集深染的NOS阳性大细胞；（2）室旁核小细胞部、背内侧核、穹窿周核、环状核、腹内侧核腹外侧部、结节内侧核、外侧区、室周区、乳头体前核和内侧核的外侧区等核团出现疏密不等和深浅不一的NOS阳性细胞；（3）C-fos蛋白以室旁核表达最为强烈，视前区、背内侧核、弓状核和外侧区亦有较强的表达；（4）在外侧区、室旁核小细胞部及其附近的室周区、背内侧核及乳头体前核腹侧部约有10％～15％的中、小型NOS阳性细胞同时表达C-fos蛋白，室旁核大细胞部则仅有较少的NOS阳性大细胞表达C－fos蛋白，在结节区、结节内侧核和视上核视交叉后部则偶见双标细胞。结果提示上述下丘脑核团内的部分一氧化氮能神经元与束缚应激反应有关。     

大鼠室旁核内一氧化氮合酶阳性神经元的构筑

利用黄递酶组织化学染色 ,观察鼠脑室旁核各亚核内 NOS阳性神经元的构筑。结果显示室旁核内 NOS阳性神经元主要分为两种类型 :大型 NOS阳性神经元 ,占大部分 ,相对密集、成群分布于室旁核四个大细胞亚核即 :前连合核、内侧室旁核、外侧室旁核、室旁核后亚核 ;小型 NOS阳性神经元 ,占小部分 ,散在分布于大细胞亚核内或小细胞部 ,如室旁核前小细胞部、背外侧帽。结果提示 ,室旁核各亚核内 NOS阳性神经元的形态与分布存在着差别 ,意味着具有多种相应的生理功能     

大鼠脑干一氧化氮合成酶阳性神经元的分布及发育

实验用依赖还原型辅酶Ⅱ的黄递酶酶组织化学方法。研究了一氧化氮合成酶阳性神经元在大鼠脑干的分布及发育。结果；一氧化氮合成酶阳性神经元在各日龄大鼠的分布上没有明显差别。一氧化氮合成酶阳性神经元主要集中在上丘浅灰质层，中脑水管周围灰质背外侧部，中缝背核，被盖背外侧核，中缝大核，三叉神经脊束核等部位。     

大鼠端脑内一氧化氮合酶阳性神经元的发育

目的研究大鼠胚胎时期及生后早期一氧化氮合酶（NOS）阳性神经元在端脑的分布,探讨一氧化氮（NO）在脑发育过程中的作用。方法应用还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸脱氢酶（NADPH-d）组织化学方法观察孕14d起至生后14d大鼠端脑内NOS阳性神经元的形态和分布。结果孕14d没有观察到阳性神经元。孕15d纹状体腹外侧已有NOS阳性表达。孕17d在大脑皮质、梨状皮质观察到NOS阳性神经元,但胞体小,树突短,且分支少。随着年龄的增长神经元的胞体数目增多、染色增强或维持一定的水平。到孕20d,NOS阳性神经元分布广泛,梨状皮质、纹状体腹外侧及终纹床核均有大量NOS阳性神经元,其胞体明显增大,树突分支复杂化,长度增加。在生后,除上述脑区的阳性神经元进一步发育分化,大脑皮质和纹状体的NOS阳性纤维相互编织成疏密不等的纤维网外,在胼胝体、海马也观察到NOS阳性神经元。到生后14d,NOS阳性神经元的分布模式总体上已与成年大鼠相似。结论NOS阳性神经元在端脑独特的表达模式提示NO在脑发育和成熟过程中扮演重要角色。