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帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种多发于中老年的中枢神经系统退行性疾病,以运动不能、肌僵直、静止性震颤及姿势反射障碍为特征性表现,其病理学特征是中脑黑质致密带多巴胺(dopamine,DA)能神经元脱失。研究显示遗传因素、环境因素和氧化应激等可能参与PD的发病,但其发病机制并不明确。脑内高铁导致黑质-纹状体系统DA能神经元功能的损伤已成为越来越受到神经科学家关注的热点问题。目前PD铁沉积的研究主要集中在DA能神经元,实际上脑内多种胶质细胞在铁稳态调节中也发挥重要作用。星形胶质细胞对铁有极高的耐受能力,铁负载时,神经元和小胶质细胞死亡,而星形胶质细胞却在同样的情况下增生。星形胶质细胞参与血脑屏障的形成,在脑内铁稳态的调节发挥重要的作用。星形胶质细胞在生理情况下并不含大量的铁或铁蛋白,因此血脑屏障铁的转运过程与小肠相似。在小肠中,铁首先被小肠细胞管腔膜上的二价金属离子转运蛋白1(divalent metal transporter1,DMT1)转入细胞,进入细胞后可以储存到铁蛋白中也可以通过基侧膜上的铁转出蛋白Ferroportin1(FPN1)转出细胞。本室前期研究表明:6-OHDA作用下,星形胶质细胞DMT1和FPN1的表达均增加,铁转运能力增强,防止了自身铁的沉积。但机制尚不清楚。缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factors,HIFs)是铁稳态的重要因子。HIFs由α亚基和β亚基组成具有转录活性的异源二聚体。其中α亚基是HIFs的调节亚基,而β亚基则持续性表达。因此,对HIFs的研究主要集中在HIF-α。HIF-2α可与DMT1和FPN1的启动子区的hypoxia-responsive elements(HREs)结合增加DMT1和FPN1的表达。那么6-OHDA引起的星形胶质细胞的DMT1和FPN1的表达上调是否由HIF-1α或HIF-2α引起?本研究应用原代培养的大鼠星形胶质细胞,DA能神经细胞系SH-SY5Y细胞,用6-OHDA制备PD细胞模型,观察了HIF-1α和HIF-2α的表达,及应用HIF-1α和HIF-2α抑制剂后,DMT1和FPN1的表达,结果如下:1.10μmol/L 6-OHDA处理原代培养的星形胶质细胞24 h,HIF-1α的蛋白表达上调,差异有统计学意义(P<0.01)。HIF-2α的蛋白表达上调,差异有统计学意义(P<0.05)。2.10μmol/L 6-OHDA处理SH-SY5Y细胞24h,HIF-1α蛋白表达无明显变化(P>0.05)。HIF-2α蛋白表达无明显变化(P>0.05)。3.10μmol/lhif-1α抑制剂bay87-2243预处理原代星形胶质细胞48h后,加入10μmol/l6-ohda共同作用细胞24h,bay87-2243组与正常对照组相比,hif-1α的蛋白表达降低,差异有统计学意义(p<0.05)。6-ohda和bay87-2243共孵育组与6-ohda组相比,hif-1α的蛋白表达降低,差异有统计学意义(p<0.05)。4.10μmol/lbay87-2243预处理原代星形胶质细胞48h后,加入10μmol/l6-ohda共同作用细胞24h,bay87-2243组与正常对照组相比,dmt1的蛋白表达无明显变化(p>0.05)。6-ohda和bay87-2243共孵育组与6-ohda组相比,dmt1的蛋白表达无明显变化(p>0.05)。6-ohda组与正常对照组相比,dmt1的表达明显上调,差异有统计学意义(p<0.01)。6-ohda和bay87-2243共孵育组与正常对照组相比,dmt1的表达上调,差异有统计学意义(p<0.05)。5.10μmol/lbay87-2243预处理原代星形胶质细胞48h后,加入10μmol/l6-ohda共同作用细胞24h,bay87-2243组与正常对照组相比,fpn1的蛋白表达无明显变化(p>0.05)。6-ohda和bay87-2243共孵育组与6-ohda组相比,fpn1的蛋白表达无明显变化(p>0.05)。6-ohda组与正常对照组相比,fpn1的表达上调,差异有统计学意义(p<0.05)。6-ohda和bay87-2243共孵育组与正常对照组相比,fpn1的表达上调,差异有统计学意义(p<0.05)。6.10μmol/lhif-2α抑制剂hif-2αinhibitor预处理原代星形胶质细胞24h后,加入10μmol/l6-ohda共同作用细胞24h。hif-2αinhibitor组与正常对照组相比,hif-2α的蛋白表达降低,差异有统计学意义(p<0.05)。6-ohda和hif-2αinhibitor共孵育组与6-ohda组相比,hif-2α的表达明显降低,差异有统计学意义(p<0.01)。7.10μmol/lhif-2αinhibitor预处理原代星形胶质细胞24h后,加入10μmol/l6-ohda共同作用细胞24h。hif-2αinhibitor组与正常对照组相比,dmt1的蛋白表达明显降低,差异有统计学意义(p<0.01)。6-ohda和hif-2αinhibitor共孵育组与6-ohda组相比,dmt1的表达降低,差异有统计学意义(p<0.05)。8.10μmol/lhif-2αinhibitor预处理原代星形胶质细胞24h后,加入10μmol/l6-ohda共同作用细胞24h,hif-2αinhibitor组与正常对照组相比,fpn1的蛋白表达降低,差异有统计学意义(p<0.05)。6-ohda和hif-2αinhibitor共孵育组与6-ohda组相比,fpn1的蛋白表达明显降低,差异有统计学意义(p<0.01)。上述结果表明,6-ohda可明显上调星形胶质细胞内hif-1α和hif-2α的表达,但对da能神经元内hif-1α和hif-2α的表达无明显作用。在星形胶质细胞中应用hif-2α抑制剂可明显减弱6-ohda引起的dmt1和fpn1表达增加,但hif-1α抑制剂无上述作用。因此6-OHDA引起星形胶质细胞内DMT1和FPN1的上调是由HIF-2α激活引起的而非HIF-1α的激活。