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目的:砷(Arsenic,As)易穿越血脑屏障并积聚于中枢神经系统(Central nervous system,CNS)中,从而导致智力及神经行为功能受损,例如学习能力下降,近期记忆及注意力集中程度受损。尽管机制尚待阐明,但目前认为神经细胞的凋亡是砷引起神经毒性的潜在机制之一。目前为止,As暴露致神经元凋亡的具体机还需探究。而大部分研究表明,产生活性氧物质(ROS)是砷的重要毒性机制。ROS在诱导细胞凋亡中是重要的信号分子,起着至关重要的作用。死亡相关蛋白激酶1(Death-associated protein kinase 1,Dapk1)是DAPK家族中分子量最大的蛋白激酶,是一种钙/钙调蛋白(Ca2+/Ca M)依赖性丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,可激活死亡信号并调节凋亡性神经元死亡,并可因ROS的大量产生而激活;尚未有研究表明砷可以在神经元细胞中激活Dapk1。而在海马神经元中,ERK通过调节存活途径调控凋亡。而目前尚未有研究阐明过其调控途径。本研究旨在探讨As通过诱导氧化应激导致Dapk1激活,引起神经损伤和细胞凋亡。并且在氧化应激的影响下,生存通路受阻,进一步促进细胞凋亡。为阐明As暴露导致学习记忆能力受损的的具体机制提供实验依据,同时为ROS致神经元凋亡的机制进行进一步探讨。研究方法:用加入双抗和10%牛血清的MEM培养基中培养HT-22细胞,并采用Cell Counting Kit-8(CCK-8)试剂盒法检测0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0、14.0、16.0μmol/L NaAsO2细胞活力,后将HT-22细胞随机分为5组,选用浓度为0、4.0、6.0、8.0、10.0μmol/L的NaAsO2培养12小时。随后采用流式细胞术检测ROS水平、Ca2+水平、细胞凋亡率。采用Western Blot法检测Dapk1、p-Dapk1、NR2B、p-NR2B、核p-ERK、浆p-ERK、p-CREB、Bcl-2、p-JNK、Bimel和cleaved caspase-3的蛋白含量。将培养后的HT-22细胞,分为CON组、As组、NAC组、NAC+As组4组,NAC组、As+NAC组先用NAC处理30分钟,然后用10.0μmol/L的As对As组合As+NAC组进行染毒并培养12小时。随后采用流式细胞术检测ROS水平、Ca2+水平、细胞凋亡率。采用Western Blot法检测Dapk1、p-Dapk1、NR2B、p-NR2B、核p-ERK、浆p-ERK、p-CREB、Bcl-2、p-JNK、Bimel和cleaved caspase-3的蛋白含量。最后将培养后的HT-22细胞,分为siCtrl组、si Dapk1组、siCtrl+As组、si Dapk1+As组4组,转染培养24小时,然后用10.0μmol/L的As进行染毒并培养12小时。用Western Blot检测p-JNK蛋白含量。结果:1.各浓度亚砷酸钠染毒对HT-22细胞的研究结果显示,各染毒组细胞活力随暴露浓度的升高而下降。流式细胞方法测得HT-22细胞的凋亡率表现为随染毒浓度升高依赖性增加,10.0μmol/L的As组与对照组相比差异具有统计学意义。各组ROS水平随砷剂量的增加而升高,Ca2+水平随砷剂量的增加而升高。Western Blot法检测cleaved caspase-3的蛋白含量随砷剂量的增加而升高;Dapk1、p-NR2B蛋白含量随砷剂量的增加而升高,p-Dapk1、NR2B的蛋白含量随砷剂量的增加而下降;核p-ERK、p-CREB、Bcl-2的蛋白含量随砷剂量的增加而下降,浆p-ERK的蛋白含量随砷剂量的增加而升高;p-JNK、Bimel蛋白含量随砷剂量的增加而升高(P<0.05)。流式细胞方法测得HT-22细胞As+NAC组ROS的表达显著低于As组,凋亡水平显著低于As组。Western Blot法检测cleaved caspase-3的蛋白表达量As+NAC组著低于As组;Dapk1、p-NR2B蛋白表达量As+NAC组著低于As组,p-Dapk1、NR2B的蛋白表达量As+NAC组著高于As组;核p-ERK、p-CREB、Bcl-2的蛋白表达量As+NAC组著高于As组,浆p-ERK的蛋白表达量As+NAC组著低于As组;p-JNK、Bimel的蛋白表达量As+NAC组著低于As组(P<0.05)。p-JNK的蛋白表达量si Dapk1+As组著低于siCtrl+As组(P<0.05)。结论:1.As可通过ROS诱导HT-22细胞Dapk1激活,激活下游信号通路Dapk1/NR2B/Ca2+和JNK/Bim,诱导HT-22细胞凋亡2.As可通过ROS诱导HT-22细胞p-ERK核转移阻滞,抑制CREB激活,抑制下游信号Bcl-2的激活,促进细胞凋亡。