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前言活性氧包括超氧阴离子(O2.-)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(.OH)和其它氧化物,过去认为是有细胞毒性的,能够损害脂质、蛋白和DNA。除外这些有害作用外,相当多的证据表明许多刺激因素能够刺激产生小量活性氧,该活性氧可作为对这些刺激反应的第二信使。以前认为缺血预处理(IPC)能够保护组织免受损伤。缺血预处理已经作为生物界的一个普遍的细胞保护机制。现在预处理的概念已经扩展到非缺血性应急反应,如活性氧预处理。许多刺激可导致活性氧的产生,从而上调细胞外信号调节激酶(ERK)的活性。而且,ERK可以通过激活一系列转录因子而促进B细胞淋巴瘤白血病2(Bcl-2)基因的表达。Bcl-2蛋白家族在调节程序性死亡过程中发挥重要的作用。本文旨在研究35%氧气预处理3小时是否能够保护1%氧气诱导的PC12毒性,35%氧气预处理诱导的细胞保护作用是否和活性氧产生,细胞外信号激酶途径及Bcl-2过表达有关。方法PC12细胞培养液为DMEM液。PC12细胞先用35%O2预处理180min,然后恢复12小时,最后1%O2低氧暴露72小时。在35%O2预处理前培养液换为无血清培养液。相应药物加入时间为35%O2预处理前60min。细胞活力用MTT法测定。细胞内ROS检测采用对过氧化物敏感的荧光探针DCFH-DA和HEt。PC12细胞用脂质体2000和SiRNA按说明书操作转染。ERKmRNA分析采用RT-PCR法。ERK、Bcl-2表达采用Western Blot。结果1. 35%O2预处理对低氧诱导的PC12细胞的影响1%氧气能导致相当数量的PC12死亡。但该细胞毒性作用能被35%O2预处理3小时恢复12小时逆转(P<0.01),而随后的0、24小时恢复无此作用。2. ROS产生PC12在35%O2和pyrogallol组相比21%O2组能够产生更多O2.?,而tempol组产生的O2.?明显少于35%O2组。35%O2预处理产生的H2O2相比21%O2预处理组无明显增多。细胞活力在pyrogallol和35%O2组明显增强,而在tempol组明显减弱。3. ERK表达35%O2预处理可以明显增强细胞活力和磷酸化的ERK1/2表达,这些效应可被ERK信号通路阻止剂PD98059而非PKA/PKC和PI3k/Akt通路阻止剂H7和wortmannin明显减弱。35%O2诱导的磷酸化ERK1/2的过表达可被4-羟-tempol明显减弱。用21%O2和20μMpyrogallol预处理同样能够诱导磷酸化ERK1/2的大量表达。而35%O2和过氧化氢酶预处理组和35%O2预处理组,以及21% O2和30μM H2O2预处理组和21% O2预处理组磷酸化的ERK1/2表达无明显区别。4. ERK SiRNA诱导的PC12细胞效应RT-PCR显示RNA干扰后ERKmRNA表达明显减少。Western blot分析显示SP组相比NP组总的和磷酸化的ERK1/2蛋白表达量明显受到抑制。结果显示转染SiRNA的PC12细胞相比正常细胞活力明显减弱。5. Bcl-2表达Bcl-2蛋白和磷酸化的ERK蛋白在35%O2预处理组相比其它组表达明显增加,而在PD组和SiRNA组相比35%O2预处理组和21%O2预处理组表达明显下降。结论1. 35%O2预处理3小时恢复12小时能够保护低氧诱导的PC12细胞毒性。2. 35%O2预处理的PC12能够产生O2.?,而O2.?在抵抗低氧诱导的PC12细胞毒力方面发挥关键作用。3. 35%O2预处理细胞保护作用的的信号转导途径为MAPK。4. ERK的激活导致Bcl-2蛋白的过表达,Bcl-2在低氧诱导的PC12细胞毒性中发挥关键的保护作用。