IL-1β和TNF-Α對原代培養(yǎng)的腹側中腦神經(jīng)元鐵代謝的調控機制研究.pdf

1、帕金森病(Parkinson'sdisease,PD)是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,臨床表現(xiàn)主要有靜止性震顫、肌僵直和運動減少等癥狀。其主要病理學基礎為黑質(substantianigra,SN)多巴胺(dopamine,DA)能神經(jīng)元的脫失以及繼發(fā)引起的紋狀體DA含量下降。迄今為止,PD的發(fā)病原因仍未完全明了,遺傳、環(huán)境、年齡因素導致的如神經(jīng)炎癥、鐵代謝異常、線粒體功能障礙、蛋白異常聚集等都被認為參加了PD的發(fā)病。神經(jīng)炎癥反應主

2、要表現(xiàn)為小膠質細胞的激活和炎性因子如白細胞介素1β(interleukin1β,IL-1β)和腫瘤壞死因子α(tumornecrosisfactor-α,TNF-α)的大量釋放。尸檢結果和動物實驗證實在PD病人和動物模型的SN和紋狀體區(qū)域IL-1β和TNF-α的含量升高;將IL-1β和TNF-α直接注射至腦內(nèi)可以引起DA能神經(jīng)元的凋亡,而阻斷IL-1β和TNF-α的受體可以緩解6-羥基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OH

3、DA)和1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)制備的PD動物模型腦內(nèi)DA能神經(jīng)元的損傷。這些證據(jù)提示炎性因子可能參與了DA能神經(jīng)元的損傷。在PD病人腦內(nèi)炎性因子升高的SN區(qū)同時存在鐵的異常聚積,而神經(jīng)炎癥反應與鐵聚積之間的關系卻并未引起人們足夠的重視。本實驗應用流式細胞儀技術、免疫熒光、免疫印跡、酶聯(lián)免疫吸附實驗、激光共聚焦掃描技

4、術等多項研究方法,觀察了激活的小膠質細胞釋放的IL-1β和TNF-α是否可以影響腹側中腦(ventralmesencephalon,VM)神經(jīng)元的鐵代謝,并對其調控機制進行了探討。結果如下:
　　 1、10ng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的VM神經(jīng)元24h,細胞的攝鐵功能顯著增強(P＜0.01),鐵轉出功能顯著降低(P＜0.01)。
　　 2、10ng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的VM神經(jīng)元2

5、4h,含有鐵反應元件(ironresponsiveelement,IRE)的二價金屬離子轉運體(divalemmetaltransporter1,DMT1)的蛋白和mRNA水平都有顯著增高(P＜0.05),鐵轉出蛋白ferroportin1(FPN1)的蛋白和mRNA的表達水平都有顯著降低(P＜0.05)。
　　 3、10ng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的。VM神經(jīng)元24h,鐵調節(jié)蛋白1(ironregulator

6、yprotein,IRP1)的蛋白表達水平有顯著增高(P＜0.05)。
　　 4、1Dng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的VM神經(jīng)元24h,細胞內(nèi)活性氧物質(reactiveoxidespecies,ROS)和一氧化氮(nitricoxide,NO)的生成顯著增加(P＜0.01)。
　　 5、0.5mmol/L的抗氧化劑N-乙酰-L-半胱氨酸(N-acetyl-1-cysteine,NAC)和1mmol/L的

7、一氧化氮合成酶抑制劑Nω-硝基-L-精氨酸甲酯鹽酸鹽(Nω-Nitro-L-argininemethylesterhydrochloride,L-NAME)預處理0.5h后,可分別阻斷IL-1β引起的ROS和NO的生成,進而阻斷神經(jīng)元內(nèi)IRP1的表達上調,TNF-α處理組得到同樣的結果。
　　 6、10ng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的VM神經(jīng)元24h,hepcidin的mRNA水平顯著升高(P＜0.05)。

8、>　　 7、800ng/ml的脂多糖(lipopolysacchaxidc,LPS)處理原代培養(yǎng)的小膠質細胞48h,IL-1β和TNF-α的釋放量顯著增加(P＜0.01)。100μm/L的枸櫞酸鐵銨(ferricammoniumcitrate,FAC)預處理可顯著增加其釋放量(P＜0.05),而100μm/L甲磺酸去鐵胺(desferrioxaminemesylate,DFO)預處理則顯著減少其釋放量(P＜0.05)。
　　

9、上述結果表明,炎性因子IL-1β和TNF-α能激活VM神經(jīng)元的IRP1,進而引起DMT1+IRE的上調和FPN1的下調,從而增強細胞的攝鐵功能并減弱細胞的鐵轉出功能。IRP1的激活可能與細胞內(nèi)ROS和NO的生成有直接關系,抗氧化劑NAC和一氧化氮合酶抑制劑L-NAME可以完全阻斷IRPl的激活。IL-1β和TNF-α誘導的hepcidin上調也參與了FPN1的表達下調,加劇了神經(jīng)元內(nèi)的鐵聚積。脂多糖誘導的小膠質細胞激活可釋放大量的IL-