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少突胶质细胞(Oligodendrocyte,OL)是神经元髓鞘的形成细胞,在神经信息传递过程中发挥着重要作用。OL是由少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte precursor cell,OPC)分化而来,其分化受阻、发育异常、损伤与中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)多种疾病有关。缺血、缺氧或炎症等多种因素都会引起OPC发生死亡,程序性坏死(Necroptosis)便是其中之一。此外,周围环境的改变会引起OPC的程序性坏死。小胶质细胞是CNS内固有的免疫效应细胞,在神经退行性疾病(中风、脑缺氧、脑外伤)中,小胶质细胞激活并释放大量炎症介质包括TNF-α,最终引起炎性损伤。铁死亡(Ferroptosis)是新发现的一种细胞死亡方式,其特征是脂质过氧化的铁依赖性积累,导致氧化应激,最终引起细胞死亡。越来越多的研究表明,铁死亡过程中产生的损伤相关分子可以通过激活神经免疫途径激活胶质细胞,产生一系列炎症因子,从而导致神经系统疾病。研究目的:明确Ferrostatin-1(铁死亡抑制剂,Fer-1)抑制小胶质细胞铁死亡从而减少炎症因子TNF-α的释放,抑制OPC程序性坏死的作用及机制。第一部分:Fer-1抑制细菌脂多糖介导的BV2细胞的铁死亡研究方法:1.利用Fer-1和RSL3(铁死亡激动剂)处理BV2细胞后,CCK-8检测细胞活力,明确药物最低有效浓度。2.利用Western blot检测对照组,LPS组,LPS+Fer-1组BV2细胞谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione Peroxidase4,GPX4)和TNF-α蛋白表达情况;q RT-PCR检测GPX4及TNF-α的m RNA表达。3.利用荧光探针法,检测各组BV2细胞中ROS及线粒体膜电位的变化。主要结果:1.CCK-8实验结果表明:Fer-1作用BV2细胞最佳工作浓度为1μM(P≤0.05);RSL3作用BV2细胞最佳工作浓度为2μM(P≤0.01)。2.Western blot及q RT-PCR结果显示:与对照组相比,LPS组BV2细胞中GPX4蛋白和m RNA表达水平均明显降低(P≤0.05),TNF-α水平升高(P≤0.01);对比LPS组,LPS+Fer-1组GPX4表达明显升高(P≤0.01),TNF-α表达降低(P≤0.01)。3.与对照组相比,LPS组ROS水平明显增高(P≤0.01),线粒体膜电位明显降低;与LPS组相比,LPS+Fer-1组ROS水平显著降低(P≤0.01),线粒体膜电位显著增强。结论:1.LPS处理BV2细胞可以引起细胞铁死亡。2.Fer-1可以抑制LPS介导的BV2细胞炎症反应。3.LPS作用BV2细胞可以引起ROS表达增强和线粒体膜电位降低。第二部分:Fer-1抑制小胶质细胞铁死亡对OPC程序性坏死的作用及机制研究研究方法:1.利用Western blot检测对照组、TNF-α组、Nec-1(RIPK1抑制剂)+TNF-α组OPC中RIPK1、p-RIPK1、RIPK3、p-RIPK3、MLKL及p-MLKL的蛋白表达情况。2.利用ELISA方法检测各组OPC中IL-1和IL-6的表达水平。3.利用流式细胞术检测各组OPC凋亡率。4.LPS刺激BV2细胞24小时后,取培养液与OPC共培养,利用Western blot检测RIPK1、p-RIPK1、RIPK3、p-RIPK3、MLKL及p-MLKL的蛋白表达情况;应用q RTPCR方法检测RIPK1的m RNA表达。主要结果:1.Western blot结果显示:与对照组相比,TNF-α组OPC中RIPK1、p-RIPK1、RIPK3、p-RIPK3、MLKL及p-MLKL表达明显升高(P≤0.01);相比TNF-α组,Nec-1+TNF-α组RIPK1、p-RIPK1、RIPK3、p-RIPK3、MLKL及p-MLKL蛋白表达明显降低(P≤0.01)。2.ELISA结果显示:与对照组相比,TNF-α组OPC释放的IL-1、IL-6水平明显增加(P≤0.01);与TNF-α组相比,Nec-1+TNF-α组OPC释放的IL-1、IL-6明显降低(P≤0.05)。3.流式细胞术结果显示:与对照组相比,TNF-α组OPC凋亡率明显升高(P≤0.0001);对比TNF-α组,Nec-1+TNF-α组OPC凋亡率明显降低(P≤0.0001)。4.Western blot和q RT-PCR结果显示:与对照组相比,LPS组RIPK1、p-RIPK1、RIPK3、p-RIPK3、MLKL及p-MLKL表达明显升高(P≤0.01);对比LPS组,LPS+Fer-1组RIPK1、p-RIPK1、RIPK3、p-RIPK3、MLKL及p-MLKL表达明显降低(P≤0.01);与对照组相比,LPS组RIPK1的m RNA表达明显升高(P≤0.05);与LPS组相比,LPS+Fer-1组RIPK1的m RNA表达明显降低(P≤0.05)。结论:1.TNF-α作用于OPC,激活RIPK1信号通路,导致OPC发生程序性坏死和凋亡。2.Fer-1通过抑制BV2细胞铁死亡减少炎症因子TNF-α的释放,从而减轻OPC程序性坏死。