Fas-FasL信號轉(zhuǎn)導通路在PBDE-47致SH-SY5Y細胞凋亡中的作用.pdf

1、多溴聯(lián)苯醚（polybrominated diphenyl ethers，PBDEs）是一種目前受到全球關注的新型持久性有機污染物（persistant organic pollutant，POPs），因其具有阻燃效率高、熱穩(wěn)定性好、對材料性能影響小、添加量少和價格便宜等諸多優(yōu)點，PBDEs 作為多氯聯(lián)苯（polychlorrinated biphenyls，PCBs）的替代物廣泛應用于電子電器設備、自動控制設備、建筑材料、家具和紡織品

2、等商業(yè)化產(chǎn)品中。20 世紀80年代發(fā)現(xiàn)環(huán)境中存在PBDEs 污染，隨后的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)PBDEs 廣泛存在于空氣、水、土壤、各種沉淀物以及野生動物、魚類、家禽和人類，而且其暴露水平呈逐年升高的趨勢。近年來，大量體內(nèi)和體外實驗發(fā)現(xiàn)，PBDEs 可對人體健康造成多種危害，包括神經(jīng)毒性、肝臟毒性、生殖毒性、致癌作用及內(nèi)分泌干擾作用等。動物試驗研究結果表明，在鼠大腦發(fā)育關鍵期暴露低劑量的PBDEs 可導致成年鼠腦功能紊亂，主要表現(xiàn)為學習記憶功能缺損和

3、自主行為紊亂，且隨年齡的增長而癥狀加重，此外，母源性暴露PBDEs 可導致仔鼠海馬神經(jīng)元數(shù)量減少且形態(tài)結構發(fā)生改變，進而導致神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常和學習記憶功能障礙。因此，目前PBDEs的神經(jīng)發(fā)育毒性越來越受到人們的關注。然而，PBDEs神經(jīng)毒性的研究工作仍處于起步階段，多集中于學習記憶和神經(jīng)行為等神經(jīng)毒效應方面，而對PBDEs 神經(jīng)毒作用機制方面的研究涉及較少且不明確，因此，針對PBDEs神經(jīng)毒作用的機制展開研究，將有利于我們深層次地認識P

4、BDEs 神經(jīng)毒性特點，為日后預防和控制PBDEs的神經(jīng)毒作用提供理論依據(jù)。
　　 細胞凋亡是多細胞動物中的高度進化保守途徑，在胚胎發(fā)育和維持細胞動態(tài)平衡中有十分重要的作用，細胞凋亡過程的異常與諸多疾病的發(fā)生和發(fā)展存在密切的聯(lián)系，而且與許多外源化合物的毒性作用有重要關系。本實驗室前期的研究發(fā)現(xiàn)，PBDEs同系物PBDE-47 可誘導原代培養(yǎng)的海馬細胞和人神經(jīng)母細胞瘤SH-SY5Y細胞發(fā)生氧化應激和細胞凋亡；此外，Madia等實驗

5、研究發(fā)現(xiàn)PBDE-99 可引起人腦星形細胞瘤細胞凋亡。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，PBDE-47 誘導SH-SY5Y細胞凋亡與caspase-3、caspase-12、細胞色素C和DAPK mRNA表達水平升高有關，表明PBDE-47 可能通過三條經(jīng)典凋亡途徑（線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和死亡受體等途徑）誘導SH-SY5Y細胞凋亡，但具體哪條通路是PBDE-47 誘導細胞凋亡的主要途徑及其作用機制尚不清楚，有待進一步研究。
　　 Fas/FasL 信

6、號通路是一種典型的細胞凋亡死亡受體信號轉(zhuǎn)導通路，且作用機制目前比較明確。近年來研究表明，神經(jīng)系統(tǒng)普遍表達Fas和FasL，且在多種神經(jīng)性疾病中其表達明顯升高，提示Fas/FasL 系統(tǒng)在神經(jīng)系統(tǒng)中具有重要作用。目前，關于Fas/FasL信號通路在PBDEs 神經(jīng)毒性中的作用尚未見報道。
　　 基于上述理由，本實驗擬通過培養(yǎng)SH-SY5Y細胞接觸不同劑量的PBDE-47，觀察PBDE-47 對細胞凋亡率、caspase-3、Fas

7、、FasL、caspase-8基因和蛋白表達水平的影響，從而探討Fas/FasL 信號通路在PBDE-47 致SH-SY5Y細胞凋亡中的作用。
　　 本研究主要由以下二部分組成第一部分 PBDE-47 對SH-SY5Y細胞凋亡、Fas、FasL、procaspase-8、procaspase-3蛋白和caspase-3、Fas mRNA表達水平的影響
　　 目的：探討PBDE-47對SH-SY5Y細胞凋亡率、Fas、Fa

8、sL、procaspase-8、procaspase-3蛋白和caspase-3、Fas mRNA表達水平的影響。
　　 方法：體外培養(yǎng)的SH-SY5Y細胞暴露于不同濃度的PBDE-47（1、5、10 μmol/L），以二甲基亞砜（DMSO）為溶劑對照組，染毒24 h后，應用流式細胞術、Western blot和RT-PCR技術分別檢測細胞凋亡率、Fas、FasL、procaspase-8、procaspase-3 蛋白和cas

9、pase-3、Fas mRNA的表達水平。
　　 結果：10 μmol/L PBDE-47 染毒組細胞的早期凋亡率和總凋亡率明顯高于對照組、1、5μmol/L PBDE-47 染毒組（P﹤0.05）；與對照組相比，各染毒組procaspase-3 蛋白表達均明顯下降（P<0.05）；而各染毒組Fas和procaspase-8 蛋白表達與對照組相比差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；1 μmol/L PBDE-47 染毒組FasL

10、 蛋白與對照組相比表達升高（P<0.05），但5、10 μmol/L PBDE-47 染毒組FasL 蛋白表達與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；與對照組相比，各染毒組caspase-3 mRNA表達均明顯升高（P<0.05）；而各染毒組Fas mRNA表達與對照組比較差異均無統(tǒng)計學意義（P﹥0.05）。
　　 結論：一定劑量的PBDE-47 可誘導SH-SY5Y細胞凋亡，引起caspase-3 mRNA表達升高和pr

11、ocaspase-3 蛋白表達下降，然而Fas、FasL、procaspase-8 蛋白和Fas mRNA表達卻沒有變化。
　　 第二部分 Fas 受體拮抗劑ZB4 對PBDE-47 致SH-SY5Y細胞凋亡和procaspase-3蛋白表達的影響
　　 目的：探討Fas 受體拮抗劑ZB4 對PBDE-47 致細胞凋亡和procaspase-3 蛋白表達的影響。
　　 方法：體外培養(yǎng)的SH-SY5Y細胞暴露于10

12、 μmol/L PBDE-47和/或Fas 受體拮抗劑ZB4，DMSO 為溶劑對照組，染毒24 h后，檢測細胞凋亡率和procaspase-3 蛋白表達情況。
　　 結果：Fas 受體拮抗劑ZB4 單獨暴露對細胞凋亡率和procaspase-3 蛋白表達沒有影響（P﹥0.05）；與PBDE-47 單獨染毒組相比，ZB4與PBDE-47 聯(lián)合染毒對SH-SY5Y細胞凋亡率和procaspase-3 蛋白表達沒有明顯變化（P﹥0.0