质膜修复剂泊洛沙姆188对hemin诱导的神经元细胞自噬与凋亡的影响

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目的:Hemin可以引起细胞质膜损伤并导致质膜完整性的破坏,并进一步导致继发性损伤的发生。本研究期望通过建立体外脑出血模型—hemin损伤模型,探索质膜破坏对脑出血后神经细胞死亡的影响,并探讨质膜修复剂P188是否存在神经保护作用及其机制。方法:运用小鼠海马神经元HT22细胞系,采用适当浓度的hemin(30μM)建立体外出血模型。CCK-8试剂盒检测海马神经元HT22细胞的存活率;荧光染料碘化丙啶(PI)检测hemin诱导的质膜完整性的破坏程度;Western Blot检测hemin处理后自噬相关蛋白LC3,Beclin1和凋亡相关蛋白Caspase-3,Bcl-2蛋白的表达;给予自噬抑制剂3-MA(10mM)及mTOR抑制剂Rapamycin(100nM)后,通过CCK-8及免疫细胞化学技术检测自噬在神经细胞损伤中所起的作用;给予质膜修复剂泊洛沙姆188(P188;100μM)后,通过CCK-8检测P188对hemin引起的神经细胞损伤的影响;Western Blot检测P188对模型中神经元自噬相关蛋白LC3,Beclin1和凋亡相关蛋白Caspase-3,Bcl-2的影响。流式细胞术检测P188对细胞内活性氧(ROS)变化的影响;给予抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)后,WesternBlot检测NAC对模型中神经元自噬相关蛋白LC3,Beclin1和凋亡相关蛋白Caspase-3,Bcl-2的影响。结果:(1)利用hemin法成功的建立了神经元细胞体外出血模型。CCK-8结果证实了hemin处理后对神经元细胞的损伤是剧烈的,并且具有时间及浓度相关性。PI荧光结果显示hemin处理后质膜完整性遭到破坏。(2)hemin可以诱导神经元细胞发生凋亡及自噬,且自噬在细胞死亡中扮演损害作用。Western Blot结果显示,自噬相关蛋白LC3和Beclin1蛋白在hemin处理后逐步上升(P<0.05),凋亡相关蛋白Caspase-3也随时间地延长逐步上升,抗凋亡蛋白Bcl-2显著减低(P<0.05)。在加入3-MA后,其损伤相对于单纯hemin处理明显降低,而Rapamycin则进一步加剧了hemin的损伤作用,提示自噬在hemin引起的神经损伤中扮演促进细胞死亡的作用。(3)质膜修复剂P188具有神经保护作用。在加入质膜修复剂P188后,PI阳性细胞数目明显减少(P<0.05),Western Blot结果显示LC3,Beclin1及Caspase-3蛋白的表达也明显的减低(P<0.05),而Bcl-2的表达显著上升(P<0.05),免疫荧光技术结果显示TUNEL(+)/Beclin1(+)也明显的减少(P<0.05)。(4)P188可以减少细胞内ROS,这可能是其具有抗凋亡及抗自噬功能的机制之一。流式细胞技术检测细胞内活性氧(ROS)的表达水平,结果显示P188显著降低细胞内ROS的生成,而抗氧化剂NAC也显著减少ROS的产生。加入NAC后,Western Blot结果显示LC3,Beclin1和Caspase-3蛋白的表达显著降低(P<0.05),Bcl-2蛋白的表达水平回升,而NAC与P188联合给药时,与单独给NAC相比,其损伤程度无明显改善(P>0.05),且各种蛋白表达水平也无明显差异,提示P188可能是通过减少细胞内ROS的水平进而调节自噬及凋亡,从而起到神经保护作用。结论:1. Hemin对神经元细胞产生致死性损伤,且伴随有质膜的破坏。2. Hemin产生的神经细胞死亡伴随有自噬与凋亡的发生。3.自噬在神经元hemin处理中起损伤作用,即可能为自噬性细胞死亡。4.质膜修复剂P188对神经元hemin处理后具有保护作用。5.活性氧在hemin诱导神经损伤中起重要作用,抑制活性氧的产生可以调节hemin诱导的自噬与凋亡。6. P188可以通过减少活性氧的产生,从而调节自噬与凋亡。
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