低劑量百草枯聯(lián)合不同農(nóng)藥染毒對(duì)黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元泛素蛋白酶體及自噬系統(tǒng)的影響.pdf

1、背景與目的:帕金森病是一種源于黑質(zhì)致密部(SNpc)多巴胺能神經(jīng)元選擇性缺失所致的神經(jīng)退行性疾病，主要表現(xiàn)為靜止性震顫、肌強(qiáng)直和行動(dòng)遲緩等運(yùn)動(dòng)功能障礙。其主要的病理特征為SNpc多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡和殘存神經(jīng)元胞漿內(nèi)Lewy小體的形成。散發(fā)型帕金森病患者Lewy小體內(nèi)為大量未被降解的錯(cuò)誤折疊或氧化修飾的蛋白，主要為α-突觸核蛋白異常聚集。而目前許多研究著重于毒性蛋白質(zhì)的生物合成途徑，而缺乏其降解和代謝途徑的相關(guān)研究。哺乳動(dòng)物體內(nèi)蛋白

2、質(zhì)的降解代謝有溶酶體內(nèi)和溶酶體外兩個(gè)系統(tǒng)，泛素介導(dǎo)的蛋白酶體系統(tǒng)是真核生物細(xì)胞內(nèi)重要的溶酶體外降解系統(tǒng)，而自噬是一種溶酶體依賴性的降解途徑。從蛋白在細(xì)胞內(nèi)合成到清除的過程中，細(xì)胞質(zhì)量控制系統(tǒng)一直在監(jiān)控蛋白的質(zhì)量，如果出現(xiàn)異常就會(huì)對(duì)它進(jìn)行修復(fù)或者從細(xì)胞內(nèi)把它清除。異常聚集的α-突觸核蛋白是由自噬還是由泛素-蛋白酶體系統(tǒng)來降解一方面取決于它的構(gòu)象和細(xì)胞的狀態(tài)，更重要的是取決于泛素-蛋白酶體系統(tǒng)及自噬途徑的清除能力。已有資料表明，農(nóng)藥接觸、飲

3、用井水和農(nóng)業(yè)耕作等均有可能構(gòu)成帕金森病的環(huán)境危險(xiǎn)因子。目前發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥化學(xué)毒素百草枯、代森錳及毒死蜱均可通過尚不明確的有關(guān)機(jī)制，選擇性地?fù)p傷黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元，最終導(dǎo)致帕金森病的發(fā)生。農(nóng)藥的低劑量是指低于中毒閾劑量的劑量，也就是人們通常所說的所謂“安全劑量”。在實(shí)際生活中人們對(duì)農(nóng)藥的接觸大多是低劑量接觸，并且是多種農(nóng)藥綜合作用的結(jié)果。但在此以前的有關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)主要集中在對(duì)單一農(nóng)藥所致的多巴胺能神經(jīng)元的損傷研究。在本次研究中，我們著重分析了在

4、野生型小鼠C57BL中，長期低劑量的百草枯、代森錳及毒死蜱的單一或聯(lián)合狀態(tài)下誘發(fā)α-突觸核蛋白積聚的致病能力，同時(shí)探究其對(duì)泛素-蛋白酶體及自噬系統(tǒng)的影響。
　　方法:選取6-8w，健康雄性C57/BL褐鼠48只，隨機(jī)分為4組:Control溶媒對(duì)照組，PQ組，PQ+MB組，PQ+CPF組。各組均每周染毒2次，共染毒4周。染毒前及末次染毒24h后檢測各組小鼠的行為學(xué)變化。免疫組化染色檢測黑質(zhì)區(qū)酪氨酸羥化酶(TH)陽性神經(jīng)元表達(dá)，We

5、sternBlots檢測19SS4、20Sα5亞基，Agt12、beclin1誘導(dǎo)因子及LC3Ⅱ/LC3Ⅰ自噬通量的表達(dá)。
　　結(jié)果:百草枯聯(lián)合代森錳組并沒有增加α-突觸核蛋白的水平。相比之下，百草枯聯(lián)合毒死蜱組顯著的增加了α-突觸核蛋白的累積。因此，百草枯聯(lián)合毒死蜱組增強(qiáng)了單一百草枯的致病毒性。百草枯聯(lián)合代森錳或毒死蜱，均表現(xiàn)為抑制了所有可溶性26S蛋白酶體亞基的表達(dá)，但未出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。百草枯聯(lián)合毒死蜱組顯著增加了自噬抑制靶蛋

6、白雷帕霉素(mTOR)的水平，這表明自噬作用有所減弱，盡管在這一過程中增加了一定的自噬蛋白，如Beclin1和Atg12。自噬通量也被削弱，因?yàn)長C3Ⅱ與LC3Ⅰ的比率在所有被處理的小鼠中均有所削弱，百草枯聯(lián)合毒死蜱組削弱最多。
　　結(jié)論:百草枯聯(lián)合毒死蜱組比百草桔單獨(dú)或聯(lián)合代森錳具有更強(qiáng)的致病毒性，這些毒素可能主要通過損傷自噬溶酶體途徑及泛素-蛋白酶體系統(tǒng)，導(dǎo)致α-Syn的積聚。我們的研究為洞察這些毒素的致病機(jī)制提供了一種新的思