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【研究背景与目的】甲醛(Formaldehyde,FA)能够诱导神经毒性,参与神经退行性疾病的发生,但其作用机制远未阐明。铁死亡(Ferroptosis)作为一种新型的调节性细胞死亡,与神经退行性疾病密切相关。有氧环境下的糖酵解被称为Warburg效应,此种代谢方式也存在于人类脑组织中并参与神经功能的调节作用。本实验将以小鼠海马神经元HT22细胞系为神经细胞模型,探讨甲醛是否能诱导神经细胞铁死亡并明确Warburg效应是否介导甲醛对神经细胞铁死亡的诱导作用。【方法】1.台盼蓝染色计数法检测HT22细胞活力;2.Annexin/PI染色流式细胞仪检测HT22细胞死亡率;3.酶联免疫吸附法(Enzyme-linked Immunosorbent Assay,ELISA)检测HT22细胞内谷胱甘肽(Glutathione,GSH)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、4-羟基壬烯醛(4-Hydroxynonenal,4-HNE)的含量;4.Dichlorofluorescin diacetate(DCFDA)染色流式细胞仪检测HT22细胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平;5.Calcein-acetoxymethlester(Ca-AM)染色流式细胞仪检测HT22细胞内Fe2+含量;6.乳酸试剂盒检测剂Ⅱ检测HT22细胞内乳酸产量;7.蛋白免疫印迹法检测HT22细胞内Warburg效应相关蛋白丙酮酸激酶M2型(Pyruvate kinase M2,PKM2)、丙酮酸脱氢酶激酶1(Pyruvate dehydrogenase kinase 1,PDK-1)、丙酮酸脱氢酶(Pyruvate dehydrogenase,PDH)以及乳酸脱氢酶A(Lactate dehydrogenase,LDHA)的表达。【结果】1.甲醛对HT22细胞铁死亡的诱导作用甲醛(0.1,0.5,1.0 m M)处理HT22细胞6 h后,台盼蓝染色检测细胞活力显示甲醛可降低HT22细胞存活率;Annexin/PI染色流式细胞仪检测细胞死亡显示甲醛能显著增加HT22细胞死亡率。甲醛(0.1,0.5,1.0 m M)处理HT22细胞6 h后,HT22细胞内GSH含量明显下降,MDA和4-HNE含量以及细胞内ROS水平明显增加,表明甲醛可增加HT22细胞氧化应激水平。甲醛(0.1,0.5,1.0 m M)处理HT22细胞6 h可增加HT22细胞内Fe2+含量。2.甲醛对HT22细胞Warburg效应的增强作用甲醛(0.1,0.5,1.0 m M)处理HT22细胞6 h可增加HT22细胞中PDK1、PKM2、LDHA蛋白的表达、降低PDH蛋白的表达以及增加乳酸的含量,表明甲醛可增强HT22细胞的Warburg效应。3.Warburg效应抑制剂二氯乙酸盐(Dichloroacetate,DCA)对甲醛诱导HT22细胞铁死亡的拮抗作用DCA(20 m M)预处理12 h可显著抑制甲醛诱导的HT22细胞活力降低、减轻甲醛诱导的HT22细胞死亡、明显逆转甲醛诱导的氧化应激(GSH含量明显升高、MDA和4-HNE含量以及细胞内总ROS水平明显减少)、拮抗甲醛诱导HT22细胞内Fe2+含量增加,表明抑制Warburg效应可逆转甲醛诱导HT22细胞铁死亡。【结论】甲醛通过上调Warburg效应诱导HT22细胞铁死亡。