细胞焦亡和SDHA涉及同型半胱氨酸诱导神经炎症反应及Itaconate的干预作用

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【研究背景与目的】高同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy)是神经退行性疾病的高危险因素,目前认为其诱导神经变性的机制与神经炎症有关,但Hcy如何诱导神经炎症及其防治仍有待进一步深入探讨。细胞焦亡可诱导炎症反应,琥珀酸脱氢酶(Succinate dehydrogenase,SDH)亚基A(SDHA)表达异常也将引发炎症反应。因此,本研究将探索Hcy诱导神经炎症反应的机制是否与其促进细胞焦亡和上调SDHA表达有关。三羧酸循环代谢产物Itaconate具有抗炎作用,本研究还将探讨Itaconate能否拮抗Hcy诱导的神经炎症反应?其作用机制是否涉及抑制细胞焦亡和SDHA表达?【方法】1.CCK-8法检测细胞活力;2.免疫荧光法检测HT22细胞形态及Gasdermin D(GSDMD)膜表达水平;3.Western blot检测Nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3(NLRP3)、Apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain(ASC)、pro-Caspase-1、cleaved-Caspase-1、GSDMD和N-terminal fragment of GSDMD(GSDMD-N)等焦亡相关蛋白以及琥珀酸脱氢酶亚基SDHA的表达水平;4.酶联免疫吸附法检测炎症因子白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)和白介素-18(Interleukin-18,IL-18)的水平。【结果】1.Hcy诱发HT22细胞炎症反应Hcy(1.25,2.5,5 m M)处理24 h后,HT22细胞炎症因子IL-1β和IL-18的含量显著增加。2.Hcy诱导HT22细胞焦亡Hcy(1.25,2.5,5 m M)处理HT22细胞24 h后,(1)细胞活力显著降低;(2)细胞突触受到损伤,GSDMD与细胞膜的共定位及细胞膜破裂程度增强;(3)细胞焦亡相关蛋白NLRP3、ASC、pro-Caspase-1、cleaved-Caspase-1、GSDMD和GSDMD-N的表达水平显著升高。3.Hcy上调HT22细胞中SDHA的表达水平Hcy(1.25,2.5,5 m M)处理24 h后,HT22细胞SDHA的表达水平显著上调。4.Itaconate抑制Hcy诱导HT22细胞炎症反应Itaconate(20,50,100μM)处理10 h后,可使Hcy(2.5 m M,24h)处理的HT22细胞的炎症因子IL-1β和IL-18的含量显著减少。5.Itaconate抑制Hcy诱导HT22细胞焦亡Itaconate(20,50,100μM)预处理10 h后,可使Hcy(2.5 m M,24h)处理的HT22细胞的细胞活力明显增加、细胞突触损伤减少,GSDMD与细胞膜的共定位及细胞膜破裂程度降低、细胞焦亡相关蛋白NLRP3、ASC、pro-Caspase-1、cleaved-Caspase-1、GSDMD和GSDMD-N的表达明显下调。6.Itaconate抑制Hcy上调HT22细胞SDHA蛋白表达Itaconate(20,50,100μM)预处理10 h后,可使Hcy(2.5 m M,24h)处理的HT22细胞的SDHA表达水平明显降低。【结论】1.Hcy诱导的神经炎症涉及到细胞焦亡的促进和SDHA蛋白表达的上调;2.Itaconate具有抗Hcy诱导神经炎症的作用,其机制涉及到抑制细胞焦亡和下调SDHA表达
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