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目的百草枯(Paraquat,PQ)是一种在国内外广泛使用的速效触杀型除草剂。PQ所致的急性毒性和长期低剂量暴露的健康效应备受关注。长期低剂量的PQ暴露是神经退行性疾病发生的重要危险因素之一,而成年神经发生对神经系统损伤修复具有重要意义。本研究从PQ对神经祖细胞毒效应角度出发,分析了PQ对神经祖细胞增殖、凋亡及分化的影响及其分子机制。方法本研究以原代小鼠SVZ区神经干细胞(mNSCs)为研究对象,使用不同浓度PQ处理细胞24 h后,采用CCK-8检测mNSCs细胞活力、Edu法检测细胞增殖、流式细胞仪检测细胞凋亡,采用DCFH-DA荧光探针检测细胞内ROS、MitoSOXTMRed活细胞染料测定线粒体内ROS、活细胞线粒体染料MitoTrackerTMGreen标记线粒体形态,实时荧光定量PCR和Western blot检测基因和蛋白的表达,单细胞RNA测序(scRNA-seq)检测PQ处理mNSCs 24h后7天后的分化趋势。结果 PQ可通过诱导mNPCs细胞内氧化应激,抑制经典Wnt信号通路关键分子Fzd1/4,DVL2,Axin1/2,β-catenin,LEF1和TCF3的表达,进而影响其下游周期凋亡相关基因c-myc、CyclinD1和Bcl2的mRNA的表达,最终导致细胞凋亡增加和增殖抑制,抑制Wnt信号通路诱导的自噬性细胞凋亡可以减轻PQ诱导的m NPCs细胞凋亡,通过抗氧化剂和Wnt信号通路激活剂可改善百草枯引起的神经祖细胞的毒效应。此外,基于单细胞测序结果发现,PQ处理可以抑制mNSCs向神经元方向的分化,并增加其星形胶质细胞方向的分化。进一步研究发现PQ可能是通过增加线粒体内ROS水平,促使细胞内线粒体碎片化,从而影响mNSCs的分化结局。结论 PQ引起的氧化应激可以通过抑制Wnt信号通路关键分子的表达而诱导神经祖细胞凋亡和增殖抑制,抑制mNSC向神经元的分化,促使其向星形胶质细胞分化。PQ可能是通过增加细胞和线粒体内ROS,促使线粒体碎片化从而对NSC分化结局产生影响。