內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激在鎘致大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡中的作用及α-硫辛酸的保護效應.pdf

1、鎘(Cd)是環(huán)境中常見的重金屬污染物，鎘對機體的傷害呈多系統(tǒng)性，其中腦是鎘損傷的靶器官之一，鎘可以誘導神經(jīng)細胞發(fā)生凋亡。細胞凋亡的途徑主要包括死亡受體通路、線粒體通路和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激，本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)鎘可經(jīng)線粒體通路和死亡受體通路誘導大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元發(fā)生凋亡，但內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激在鎘致大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡中的作用及α-硫辛酸的保護機制尚未闡明。本研究以SD大鼠作為試驗動物，通過體外和體內(nèi)試驗相結合的方式探討內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激在鎘致大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元

2、凋亡中的作用及α-硫辛酸的保護效應。
　　一、體外試驗
　　以妊娠18～19日SD大鼠的胎鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元作為細胞模型。①用不同濃度(0、5、10、20μmol/L)鎘處理大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元不同時間(0、6、12、24h)，免疫印跡法檢測內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激相關蛋白BiP、p-eIF2α、ATF4、CHOP與Cleaved caspase-12、Cleavedcaspase-3的表達情況。結果顯示，與對照組相比，鎘組細胞中BiP、p-

3、eIF2α、ATF4、CHOP和Cleavedcaspase-12、Cleaved caspase-3表達量顯著或極顯著升高(p＜0.05或p＜0.01)，且鎘與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激相關蛋白表達量呈劑量—和時間—效應關系，表明鎘可以使大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元產(chǎn)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激。②用5μmol/L Salubrinal（eIF2α磷酸化抑制劑）或20μmol/L Z-ATAD-FMK（Caspase-12特異性抑制劑）與10μmol/L鎘單獨或聯(lián)合處理大鼠大

4、腦皮質(zhì)神經(jīng)元12h，免疫印跡法檢測p-eIF2α、CHOP、Cleaved caspase-12、Cleaved caspase-3與Bax、Bcl-2的表達情況;DAPI染色觀察大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元細胞核形態(tài)學變化。結果顯示，Salubrinal能抑制p-eIF2α、 CHOP的表達和Bax/Bcl-2的比值(p＜0.01)，Z-ATAD-FMK能抑制Cleavedcaspase-12和Cleaved caspase-3的表達(p＜0.

5、01)，Salubrinal與Z-ATAD-FMK可以抑制鎘引起的細胞核固縮、碎裂等細胞核凋亡形態(tài)的變化，表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激在鎘致大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡中發(fā)揮重要作用。③用100μmol/Lα-硫辛酸與10μmol/L鎘單獨或聯(lián)合處理大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元12h，免疫印跡法檢測BiP、p-eIF2α、ATF4、CHOP與Cleaved caspase-12、Cleaved caspase-3和Bax、Bcl-2的表達情況;DAPI染色觀察大鼠大

6、腦皮質(zhì)神經(jīng)元細胞核形態(tài)學變化。結果顯示，α-硫辛酸能極顯著抑制鎘引起的BiP、p-eIF2α、ATF4、CHOP與Cleaved caspase-12、Cleaved caspase-3表達量和Bax/Bcl-2比值的升高(p＜0.01)，抑制鎘引起的細胞核固縮、碎裂等細胞凋亡形態(tài)的變化，表明α-硫辛酸對鎘誘導大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激及細胞凋亡具有一定的保護效應。
　　二、體內(nèi)試驗
　　21日齡雌性SD大鼠24只隨機分為

7、4組，每組6只，分別為對照組、α-硫辛酸組(50mg/kg.bw)、鎘組(50 mg Cd/L)、α-硫辛酸與鎘共處理組(50 mg/kg.bw+50 mg Cd/L)。對照組自由飲用超純水，鎘組自由飲用鎘水，α-硫辛酸組每天按體重進行α-硫辛酸灌胃，α-硫辛酸與鎘共處理組采用自由飲用鎘水與α-硫辛酸灌胃的方式同時進行，連續(xù)處理12周后取大鼠大腦皮質(zhì)。①原子吸收分光光度計測定大腦皮質(zhì)中鎘含量。結果顯示，與對照組相比，鎘組大腦皮質(zhì)中鎘含量

8、呈差異極顯著升高(p＜0.01);與鎘組相比，α-硫辛酸與鎘共處理組大腦皮質(zhì)中鎘含量呈差異顯著性降低(p＜0.05)。表明鎘可以在大鼠大腦皮質(zhì)中蓄積，α-硫辛酸可以降低鎘的蓄積。②透射電鏡觀察大腦皮質(zhì)超微結構變化。結果顯示，與對照組相比，鎘組大腦皮質(zhì)細胞核皺縮，染色質(zhì)分布不均勻，線粒體嵴減少或消失;與鎘組相比，α-硫辛酸與鎘共處理組大腦皮質(zhì)細胞核與線粒體的損傷相對較少。表明鎘會導致大鼠大腦皮質(zhì)損傷，α-硫辛酸可以緩解鎘對大鼠大腦皮質(zhì)的損

9、傷。③免疫印跡法檢測BiP、p-eIF2α、ATF4、CHOP、Cleaved caspase-12、Cleaved caspase-3和Bax、Bcl-2的表達隋況。結果顯示，與對照組相比，鎘組BiP、p-eIF2α、ATF4、CHOP與Cleaved caspase-12、Cleavedcaspase-3表達量與Bax/Bcl-2比值極顯著升高(p＜0.01);與鎘組相比，α-硫辛酸與鎘共處理組BiP、p-eIF2α、ATF4、CH