Casticin通过抑制N型钙通道和突触小泡胞吐作用调控大鼠海马神经末梢谷氨酸释放的机制研究

本研究首次揭示天然黄酮类化合物Casticin通过抑制N型钙通道（N-type Ca2+ channel）和突触小泡胞吐作用（synaptic vesicle exocytosis），显著降低4-氨基吡啶（4-AP）诱导的大鼠海马突触体谷氨酸释放（IC50=7.2 μM）。该发现为开发针对谷氨酸兴奋毒性相关神经系统疾病的植物药提供了新靶点。

　　

Highlight

本研究首次证实天然黄酮类化合物Casticin能有效抑制大鼠海马神经末梢（突触体）的谷氨酸释放。这种突触前抑制可能通过降低神经末梢兴奋性或直接阻断电压依赖性钙通道（VDCCs）影响Ca²⁺内流实现。

Materials and methods

实验材料包括：纯度>99%的Casticin（中国武汉ChemFaces）、4-AP（英国Tocris Cookson）、ω-芋螺毒素GVIA（N型钙通道阻断剂）、FM1-43荧光染料（美国Invitrogen）等。采用超速离心法制备大鼠海马突触体，通过荧光法检测谷氨酸释放，电镜观察突触小泡动态。

Effect of casticin on 4-AP-induced glutamate release

如图1B所示，10 μM Casticin预处理使4-AP诱导的谷氨酸释放从6.9±0.3 nmol/mg/5min降至3.5±0.1 nmol/mg/5min（抑制率49.9%±1.6%，p<0.0001），IC₅₀为7.2 μM。该效应可被N型钙通道阻断剂ω-芋螺毒素GVIA显著逆转，而P/Q型阻断剂ω-蜘蛛毒素IVA无效。

Discussion

Casticin通过双重机制发挥作用：①抑制N型钙通道（Ca_v2.2）减少Ca²⁺内流；②降低突触素I（synapsin I）磷酸化水平，阻碍突触小泡动员。电镜结果证实其显著减少4-AP刺激下的可释放小泡池（release-competent vesicles）。这些发现为开发抗兴奋毒性神经保护剂提供了新思路。

Conclusion

Casticin通过靶向突触前N型钙通道和突触小泡循环通路，成为调控谷氨酸能突触传递的潜在候选药物，对中风、癫痫等疾病具有治疗价值。