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目的叶酸是一碳单位代谢的重要辅酶,在脱氧胸苷酸合成,嘌呤合成和DNA甲基化过程中不可或缺,叶酸缺乏可导致同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)积累,使机体氧化应激水平升高。端粒是覆盖真核细胞线性染色体末端的DNA-蛋白质复合结构,具有调控细胞周期,保持染色体完整性的重要作用。由于端粒DNA由特定“TTAGGG”的重复序列组成,其富含的“鸟嘌呤”易被氧化。星形胶质细胞是脑内分布最广泛的细胞,其凋亡与神经系统多种疾病具有相关性,但叶酸对其影响及作用机制至今仍不清楚。因此,本研究旨在探讨叶酸对体外星形胶质细胞凋亡水平的影响,并验证叶酸是否可以调节氧化应激导致的端粒磨损抑制体外星形胶质细胞的凋亡。方法体外培养SD大鼠大脑皮层星形胶质细胞,根据叶酸剂量不同分为叶酸缺乏组(0μmol/L)、叶酸正常组(10μmol/L)、叶酸低剂量补充组(20μmol/L)和叶酸高剂量补充组(40μmol/L),干预12 d后,采用MTS法测量细胞增殖活力,采用流式细胞术和Hoechst 33342染色法测量细胞凋亡率,运用化学免疫发光法检测细胞中叶酸含量,酶联免疫吸附试验检测Hcy;流式细胞仪检测细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量;RT-q PCR法测定端粒DNA中8-氧鸟嘌呤(8-oxoguanine,8-Oxo G)含量;RT-q PCR和Southern Blot检测各组细胞端粒长度;免疫荧光原位杂交法测定端粒区损伤位点;提取各组细胞蛋白后Western blot检测ATM、p-ATM、Chk2、p-Chk2、p53和p-p53蛋白表达水平。结果用不同浓度的叶酸干预体外星形胶质细胞12 d,与叶酸正常组(10μmol/L)相比,叶酸缺乏组(0μmol/L)的细胞内叶酸浓度较低,但差异无统计学意义(P>0.05),而叶酸高剂量添加组(40μmol/L)细胞内叶酸浓度增高,两者差异有统计学意义(P<0.05)。与叶酸正常组(10μmol/L)相比,叶酸缺乏时细胞增殖活力降低和细胞凋亡率升高,且差异具有统计学意义(P<0.05),而细胞内Hcy、ROS的水平升高,端粒区8-Oxo G掺入率升高,端粒功能障碍焦点(telomere-dysfunction induced foci,TIF)阳性细胞发生率升高,端粒长度缩短,ATM-Chk2-p53通路磷酸化程度高,差异均具有统计学意义(P<0.05)。在本研究剂量范围,叶酸以剂量依赖性形式提高细胞增殖活力(r=0.756,P=0.004)。流式细胞术数据显示叶酸剂量依赖性抑制星形胶质细胞凋亡(r=-0.799,P=0.002),Hoechst 33342染色显示出相似的趋势(r=-0.928,P<0.001)。而叶酸添加可使星形胶质细胞内端粒DNA的8-Oxo G掺入水平以剂量依赖性的形式递减(r=-0.907,P<0.001),并降低星形胶质细胞中的TIF阳性细胞发生率,且呈剂量依赖性形式递减(r=-0.950,P<0.001)。叶酸缺乏使相对端粒长度缩短,而叶酸添加组与相对端粒长度呈现剂量依赖性递增(r=0.885,P<0.001)。结论本研究显示,叶酸可以促进星形胶质细胞增殖,抑制细胞凋亡,降低ROS介导的氧化应激程度和端粒区DNA氧化损伤程度,抑制端粒缩短,降低端粒区DNA双链断裂程度。其可能的机制为叶酸可以抑制氧化应激诱导的端粒磨损,维持端粒稳定性,从而抑制体外星形胶质细胞凋亡。