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目的:雄黄(Realgar)作为一种含砷中药。临床上,长期大量使用含雄黄制剂会导致药源性慢性砷中毒,造成全身多系统损害,包括消化系统、神经系统、皮肤损害。因此,雄黄的毒性和用药安全性问题已引起了国内外药品监管部门的关注。已有研究表明氧化应激和氧化损伤是雄黄致神经系统毒性的主要作用机制,Nrf2是氧化应激关键转录因子,而MAPK和PI3K/Akt是诱导Nrf2/HO-1活化的上游信号通路。在中成药处方中,雄黄常与牛黄配伍使用,牛黄(Calculus Bovis,CB)具有抗氧化功能,而胆红素又是牛黄的主要活性药效成分。因此,本研究以雄黄中砷和牛黄中胆红素为研究对象,以小鼠海马神经元细胞系HT-22为受试对象,探讨砷、胆红素及二者联合作用对神经元细胞内Nrf2、MAPK、PI3K/Akt信号通路的影响,为砷的神经毒性机制研究、慢性砷中毒的防治、及雄黄与牛黄配伍解毒机制的研究提供实验基础。研究方法:体外实验培养小鼠海马神经元细胞系HT-22,用MTT法确定砷的剂量,建立砷暴露模型。MTT法测定牛黄中活性较强的成分,选择合适剂量,建立保护剂模型。通过蛋白免疫印迹法(western blot,WB)分别检测iAs3+(5、10、15μM)、胆红素(0.125、0.25、0.5μM)及二者联合作用对Nrf2/HO-1、MAPK、PI3K/Akt、BAX/Bcl 2蛋白表达水平的影响。实验所得数据以均数±标准差标示,用GraphPad Prism5.0软件,单因素方差分析(One Way ANOVA)、多因素方差分析(Two Way ANOVA)以及Dunnett方法进行多组间差异的显著性检验,以P<0.05为差异有统计学意义。结果:选择15μM作为砷染毒的最高剂量。牛黄在6μg/ml剂量下具有明显拮抗砷造成的氧化损伤作用(P<0.05)。牛黄中胆红素、胆酸、去氧胆酸对HT-22细胞无显著毒性,胆红素对砷毒性有较强的拮抗作用。与对照组比较,15μM iAs3+组p-Nrf2蛋白表达水平显著升高(P<0.05),10、15μM iAs3+组Nrf2表达水平显著升高(P<0.05);胆红素组Nrf2蛋白表达水平无显著变化(P>0.05);与iAs3+组相比,砷与胆红素联合作用组p-Nrf2、Nrf2蛋白表达水平显著降低(P<0.05)。与对照组相比,各剂量iAs3+组HO-1表达水平明显升高(P<0.05);胆红素组HO-1蛋白表达水平无显著变化(P>0.05);与iAs3+组相比,砷与胆红素联合作用组HO-1表达水平明显降低(P<0.05)。与对照组相比,10、15μM iAs3+组p-ERK表达水平显著降低(P<0.05),各剂量砷组p-ERK/ERK水平显著降低(P<0.05);各剂量胆红素组ERK磷酸化水平也显著低于对照组(P<0.05);砷与胆红素联合作用组ERK蛋白表达与iAs3+组相比无显著变化(P>0.05)。15μM iAs3+组p-JNK蛋白表达水平显著高于对照组(P<0.05),10、15μM iAs3+组JNK蛋白表达水平显著升高(P<0.05);胆红素对JNK蛋白表达无显著影响(P>0.05);与iAs3+组相比,砷与胆红素联合作用组p-JNK表达水平显著降低(P<0.05)。与对照组相比,10、15μM i As3+组p-p38蛋白表达水平显著升高(P<0.05),15μM iAs3+组p-p38/p38水平显著升高(P<0.05);胆红素对p38蛋白表达无显著影响(P>0.05);与iAs3+组相比,砷与胆红素联合作用组p-p38表达水平显著下调(P<0.05)。10、15μM i As3+组p-PI3K蛋白表达水平明显高于对照组(P<0.05),15μM i As3+组p-PI3K/PI3K水平明显升高(P<0.05);胆红素对PI3K蛋白表达无显著影响(P>0.05);砷与胆红素联合作用组PI3K磷酸化水平显著低于iAs3+组(P<0.05)。5μM iAs3+组p-Akt表达水平与对照组相比明显增高(P<0.05);胆红素对Akt蛋白表达无显著影响(P>0.05);砷与胆红素联合作用组Akt磷酸化水平无显著变化(P>0.05)。抗凋亡蛋白Bcl 2蛋白表达水平随着iAs3+剂量的增加而降低,促凋亡蛋白BAX表达水平随着iAs3+剂量的增加而升高;与iAs3+组相比,砷与胆红素联合作用组Bcl 2表达水平显著上调(P<0.05),BAX表达水平显著下调(P<0.05)。结论:1.砷可以影响ERK、JNK、p38、PI3K/Akt、Nrf2/HO-1蛋白的表达,促进神经元凋亡。2.牛黄中胆红素抗氧化活性较强,对砷诱导的神经毒性具有拮抗作用,其机制为胆红素对砷引起的JNK、p38、PI3K、Nrf2/HO-1蛋白表达水平的升高有拮抗作用,进而抑制神经元细胞的凋亡。