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研究目的: 过氧化氢(hydrogen peroxide，H2O2)可以诱导分化的PC12(differentiatedPC12，dPC12)细胞凋亡。本文研究发光二极管640±15nm红光(red light at640±15nm from light emitting diode array，RLED)抑制H2O2诱导dPC12细胞细胞凋亡以及减轻C2C12细胞氧化损伤的作用，探讨弱光疗法抵抗氧化应激缓解运动性疲劳的可能分子机制。 研究方法: 用含50ng/ml神经营养因子(nerve growth factor,NGF)和2％胎牛血清的分化培养液诱导PC12细胞分化后，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20 min。各组细胞处理后分别检测细胞培养液中LDH、采用Tunel法检测细胞凋亡。为了进一步研究红光照射抑制H2O2诱导的dPC12细胞凋亡的机制，检测各组细胞的ATP、cAMP水平和caspase-3活性，蛋白印迹法检测各组dPC12细胞PKAⅠα和PKAⅡβ蛋白表达水平。对于C2C12细胞，采用MTT法检测不同浓度H2O2对细胞增殖活性的影响，检测各组细胞培养液中LDH活性，并检测细胞cAMP活性以及PKAⅠα和PKAⅡβ蛋白表达水平。 研究结果: 1.红光照射以及H2O2对dPC12细胞的影响以及可能机制 (1)4h时各组细胞凋亡没有显著性差异，8h和12h时，H2O2组凋亡细胞阳性率（红色）极明显比对照组高，而光照组的凋亡细胞阳性率比H2O2组低。 (2)三组细胞在4h和6h时LDH水平没有显著性差异。在8h时，H2O2组LDH活性略有升高，而光照组能够降低细胞LDH活性(P＜0.05)。12h时，H2O2组的LDH水平显著升高(P＜0.01)，而光照组可以降低H2O2处理后的LDH水平(P＜0.01)。 (3)4h时，H2O2处理组的ATP活性低于对照组(P＜0.05)，光照组细胞的ATP活性比H2O2处理组略高(P＞0.05)。12h和18h时，H2O2处理组的ATP活性极显著低于对照组(P＜0.01)。光照组细胞的ATP活性比H2O2处理组极显著性升高(P＜0.01)。 (4)H2O2处理组的cAMP水平极显著升高(P＜0.01)，而光照组可以降低经过氧化损伤处理的dPC12细胞cAMP水平(P＜0.01)。 (5)150μM H2O2氧化损伤组PKAⅠα的蛋白表达与对照组没有显著性差异。与H2O2组相比，而光照组的PKAⅠα蛋白表达下降(P＜0.05)。H2O2处理组PKAⅡβ蛋白表达较对照组明显升高(P＜0.01)，而光照组的PKAⅡβ蛋白表达明显比H2O2组降低(P＜0.01)。 (6)H2O2组dPC12细胞caspase-3活性在12h、24h时明显极显著高于对照组(P＜0.01)，48h时低于对照组(P＜0.01)。而光照组与H2O2组相比，在12h、24 h、48h时极显著降低了dPC12细胞caspase-3活性。 2.红光照射以及H2O2对C2C12细胞的影响以及可能机制 (1)MTT结果显示不同细胞密度的C2C12细胞对H2O2的抵抗能力不同。并且10μMH2O2不影响C2C12细胞的活性。随着H2O2浓度的增加，氧化损伤也随之增加。 (2)C2C12细胞进行H2O2处理后，LDH水平显著上升，而红光照射可以降低细胞内LDH水平。 (3)H2O2组C2C12细胞cAMP活性显著低于对照组(P＜0.01)，而光照能够使氧化损伤组的cAMP水平得到极显著的提高(P＜0.01)。 (4)H2O2组C2C12细胞PKAⅠα蛋白表达显著低于对照组(P＜0.01)，而光照组PKAⅠα蛋白表达显著高于H2O2组(P＜0.01)。三组细胞PKAⅡβ蛋白表达水平没有显著性差异。 研究结论: 1.本实验发现红光照射能够抑制H2O2氧化损伤诱导的dPC12细胞凋亡以及减轻H2O2诱导的C2C12细胞的氧化损伤。 2.cAMP和PKA的两个亚基在不同类型的细胞面临氧化应激时发挥不同的调节作用。dPC12细胞作为分化的细胞，H2O2诱导dPC12细胞凋亡可能是通过线粒体途径以及激活cAMP-PKAⅡβ-caspase3信号通路实现的。红光照射通过抑制cAMP水平，降低PKAⅡβ蛋白表达和caspase3水平来降低氧化应激引起的细胞凋亡。另外，改善线粒体功能也能抑制dPC12细胞的凋亡。 3.cAMP和PKA的两个亚基在不同类型的细胞面临氧化应激时发挥不同的调节作用。C2C12细胞处于增殖状态，在氧化应激以及光照抵抗氧化损伤的过程中主要起作用的是cAMP活性和PKAⅠα蛋白表达水平。红光照射通过升高cAMP-PKAⅠα抵抗H2O2诱导的C2C12细胞氧化损伤。