内质网应激诱导的NLRP3炎症小体激活在镧所致小胶质细胞过度释放炎性因子中的作用

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangzhijian2006
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目的:在我国,稀土矿藏丰富,资源储量、产量、销售量以及应用皆雄踞世界第一,目前我国还是全球唯一可以供应全部稀土元素的国家,近些年稀土元素(rare earth element,REEs)越来越多地用于高科技工业,农业和医疗保健技术中,导致其释放到土壤和水中,继而转移到植物中,对环境和人体健康安全产生许多负面影响,其中稀土元素对神经系统的影响更为突出,幼年儿童对稀土元素所引发的神经毒性尤为敏感。由于镧(lanthanum,La)本身的稳定性,且可进入脑组织蓄积和产生生物活性,故将其作为代表元素去研究REEs对神经系统的损伤作用。小胶质细胞是中枢神经系统中高效的动态监测系统,是介导多种免疫反应的重要环节,小胶质细胞的活化能快速诱导出多种炎性因子,NLRP3炎症小体与多种炎性疾病(包括神经炎症)密切相关,可调控多种炎性因子成熟与释放。本研究使用La Cl3处理小鼠小胶质细胞来建立相应的体外模型,观察NLRP3炎症小体是否是La暴露诱导的小胶质细胞活化并过度释放多种炎性因子的关键环节,揭示La暴露是否通过诱导内质网应激,造成NLRP3炎症小体活化,进而导致小胶质细胞过度释放炎性因子,为La神经毒性的防护和治疗提供关键靶点和理论依据。研究方法:1.通过LDH法确定La处理BV2细胞的剂量及时间;2.显微镜下观察染La处理BV2细胞的形态学变化;3.通过免疫荧光化学法检测La处理后BV2细胞中IBA1的表达水平;4.通过ELISA检测La处理后BV2细胞释放炎性因子IL-1β、IL-6和TNF-α的改变;5.Western blot检测NLRP3炎症小体相关蛋白NLRP3、caspase-1和ASC的表达水平;6.运用si NLRP3处理后,再通过ELISA检测染La BV2细胞释放炎性因子IL-1β、IL-6和TNF-α的改变;7.Western blot检测内质网应激(Endoplasmic Reticulum Stress,ERS)相关的TXNIP/NLRP3炎症小体通路(GRP78、PERK、P-PERK、EIFα、P-EIFα、XBP1、ATF6、TXNIP)的表达情况;8.通过cck-8法确定内质网应激抑制剂4-PBA的使用剂量;9.添加内质网应激抑制剂4-PBA后,Western blot检测NLRP3炎症小体相关蛋白NLRP3、caspase-1和ASC的表达水平。结果:与对照组相比,染La Cl3 BV2细胞的细胞存活率降低,随着La Cl3处理剂量的增加,BV2细胞的存活率逐渐下降;La Cl3处理组的BV2细胞与对照组相比,细胞的丝状伪足明显增多,IBA1蛋白的荧光强度也有所增加;各个La Cl3处理组的BV2细胞培养液中的IL-1β、IL-6和TNF-α的含量均较对照组明显增多,且差异具有统计学意义;与对照组相比,La Cl3处理组的BV2细胞中NLRP3炎症小体相关蛋白(NLRP3、ASC、caspase-1)的蛋白表达水平增加;干涉NLRP3炎症小体的表达后,La Cl3处理组BV2细胞培养液中的TNF-α、IL-1β和IL-6的含量跟单纯的La Cl3处理组相比明显减少;与对照组相比,La Cl3处理组的BV2细胞中GRP78、ATF6、XBP1、TXNIP的蛋白表达水平增加,P-PERK、P-EIF2α的蛋白表达水平上调,但PERK、EIF2α总蛋白的表达水平不变,与100μM La Cl3处理组相比较,100μM La Cl3+2m M 4-PBA组BV2细胞中GRP78和NLRP3炎症小体相关蛋白(NLRP3、ASC、caspase-1)的蛋白表达水平明显下降。结论:1.La引起小胶质细胞激活以及炎性因子过度释放。2.La造成小胶质细胞ERS,导致小胶质细胞ERS激活NLRP3炎症小体的三条通路的关键蛋白表达异常,激活NLRP3炎症小体。3.干扰NLRP3对La所致小胶质细胞过度释放炎性因子具有拮抗作用。4.内质网应激干预剂4-PBA对La所致小胶质细胞ERS和NLRP3炎症小体激活具有拮抗作用。5.La造成小胶质细胞过度释放炎性因子,这与内质网应激诱导的NLRP3炎症小体激活有关。
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