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研究目的:过氧化氢(hydrogenperoxide,H2O2)可以诱导分化PC12(differentiatedPC12,dPC12)细胞凋亡。本文研究自噬对发光二极管640±15nm红光(redlightat640±15nmfromlightemittingdiodearray,RLED)调节凋亡的介导作用,探讨弱光疗法治疗神经系统相关疾病的分子机制。 研究方法:用含50ng/ml神经营养因子(nervegrowthfactor,NGF)和2%胎牛血清的分化培养液培养未分化PC12细胞3-4天分化成为神经样dPC12细胞,选定150μMH2O2诱导dPC12细胞凋亡为氧化损伤神经细胞模型,同时给予0.06mW/cm2的RLED,照射20min,12h后收取样品。采用酶循环法检测胞内NAD+(nicotinamideadeninedinucleotide,NAD+)和其还原形式NADH的比值,WesternBlotting法分析自噬蛋白LC3的蛋白表达水平和NAD+依赖的组蛋白去乙酰化酶(sirtuin1,SIRT1)的蛋白水平。同时选取光照处理后的1.5h,6h,12h,18h后的时间点检测细胞的SIRT1蛋白表达水平。 研究结果: 1.两批次的细胞(B1和B2)LC3的蛋白检测实验中,H2O2组增加了而3-MA+H2O2组却减少了LC3蛋白的表达水平(P<0.01),并且3-MA+H2O2组、H2O2+RLED组和3-MA+H2O2+RLED组分别降低了由H2O2诱导的LC3蛋白表达升高的水平(P<0.01)。在对照组、H2O2组、3-MA+H2O2组、3-MA+H2O2+RLED组,两个批次的细胞的LC3蛋白表达分别有显著性差异(P<0.01),并且在这几组中,B1次细胞的LC3蛋白表达均高于B2次细胞;但是在H2O2+RLED组上,两者的LC3蛋白表达是无显著性差异的(P>0.05)。 2.H2O2组与对照组相比较表明,H2O2在第1.5h和第18h抑制了SIRT1蛋白的表达(P<0.01),但是在第6h(P<0.05)、第12h(P<0.01)促进了SIRT1蛋白的表达。RLED组和H2O2组比较表明,RLED抑制了H2O2在第1.5h(P<0.05)和第18h(P<0.01)对SIRT1蛋白表达的抑制作用,并且抑制了H2O2在第6h、第12h(P<0.05)对SIRT1蛋白表达的促进作用。RLED组和对照组比较表明,SIRT1的蛋白表达在第1.5h(P<0.01)低于对照组,且具有显著性差异;在第6h、第12h和第18h中与对照组无显著性差异(P>0.05)。 3.H2O2组与对照组(N50-3)相比较表明,H2O2在12h后促进了SIRT1蛋白的表达(P<0.01),并且升高了NAD+/NADH(P<0.01)的比值:H2O2+RLED组与H2O2组相比较表明,RLED抑制了H2O2对SIRT1蛋白表达的促进作用(P<0.05),并且降低了NAD+/NADH(P<0.01)的比值;NAM+H2O2与H2O2组相比较表明,NAM同样也抑制了H2O2对SIRT1蛋白表达的促进作用(P<0.05),并且降低了NAD+/NADH(P<0.01)的比值;N+H+RLED组与NAM+H2O2组相比较表明,RLED加剧了NAM对H2O2促进SIRT1蛋白表达的抑制作用(P<0.01),但是在NAD+/NADH的水平上却无显著性差异(P>0.05);然而,H2O2+RLED组与NAM+H2O2组、N+H+RLED组相比较SIRT1蛋白表达均无显著性差异(P>0.05)。 研究结论:自噬可能通过SIRT1长寿因子网络、活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)来介导RLED抑制N2O2诱导的dPC12细胞氧化应激引起的凋亡作用,并且RLED对LC3的调节可能取决于dPC12细胞的初始状态,RLED通过自适应作用对其进行调节。