微囊藻毒素LR對PC12細胞的毒性及作用機制.pdf

1、水體環(huán)境中的藻類大量繁殖已成為世界性的生態(tài)問題，除了引發(fā)水華造成水體富營養(yǎng)化污染外，還釋放大量的藻類毒素對人類和其它生物的健康構(gòu)成威脅。在藍綠藻屬產(chǎn)生的毒素中，微囊藻毒素(Microcystin，MC)是人類日常生活中接觸最多的一類由80多種同類物組成的單環(huán)七肽毒素，其中毒性最強的、研究最多的是微囊藻毒素-LR(Microcystin-LR，MC-LR)。MC-LR一般被認為是一種肝毒素，因為MC-LR主要靶向富集于肝臟并引起嚴重的肝臟

2、毒性效應(yīng)，包括急性肝出血、肝壞死和并與人類原發(fā)性肝癌相關(guān)。最近的研究發(fā)現(xiàn)，除了肝組織，MC-LR還可以透過血腦屏障和血液-腦脊液屏障而出現(xiàn)于腦組織中，由此推斷微囊藻毒素可能還具有神經(jīng)毒性。越來越多的研究提出微囊藻毒素的潛在神經(jīng)毒性，然而MC-LR如何發(fā)揮神經(jīng)毒性作用及其內(nèi)在分子機制尚待揭示。
　　 為探索MC-LR的神經(jīng)毒性作用，我們選用了常被作為神經(jīng)元細胞模型的高分化型的PC12細胞，首先研究MC-LR對PC12細胞的一系列細

3、胞學(xué)效應(yīng)，包括MC-LR對細胞存活率、細胞凋亡、細胞骨架和氧化應(yīng)激狀態(tài)的影響；探討MC-LR在PC12細胞中如何影響其特異作用靶蛋白PP2A的酶活性、構(gòu)成PP2A全酶的各亞基的蛋白表達水平；進一步研究了與細胞骨架相關(guān)的蛋白tau和HSP27的磷酸化狀態(tài)，并從信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的角度探索該過程中可能的分子機制，從而為進一步闡明MC-LR神經(jīng)毒性的機制以及提出有效的預(yù)防和治療措施提供新的依據(jù)和思路。
　　 主要結(jié)果：
　　 1.在本實

4、驗條件下，MC-LR不影響PC12細胞的存活率。
　　 2.在本實驗條件下，MC-LR不引起PC12細胞發(fā)生凋亡。
　　 3.在本實驗條件下，MC-LR不影響PC12細胞的形態(tài)。
　　 4.MC-LR對細胞骨架的影響具體表現(xiàn)為微管和微絲結(jié)構(gòu)的紊亂，以及微管的穩(wěn)定性下降。此外，MC-LR還使PP2A-Bα亞基與微管的結(jié)合下降。
　　 5.MC-LR可誘導(dǎo)PC12細胞氧化應(yīng)激水平的升高。
　　 6.M

5、C-LR進入PC12細胞后與PP2A-C亞基結(jié)合，抑制了PP2A酶活性，并且影響了PP2A各亞基的表達及PP2A-C的翻譯后修飾水平。
　　 7.MC-LR誘導(dǎo)了微管相關(guān)蛋白tau的過度磷酸化并導(dǎo)致tau與細胞骨架的結(jié)合下降，還誘導(dǎo)了微絲相關(guān)的調(diào)控蛋白HSP27的過度磷酸化。
　　 8.MC-LR誘導(dǎo)細胞骨架相關(guān)蛋白的過度磷酸化的潛在機制可能包括PP2A活性被抑制和p38-MAPK通路的激活。
　　 9.抑制p3

6、8-MAPK的激活能抑制MC-LR所誘導(dǎo)的細胞骨架相關(guān)蛋白的過度磷酸化和細胞骨架的重構(gòu)。
　　 主要結(jié)論：
　　 1.MC-LR對PC12細胞的PP2A酶活性的影響可能是多重因素綜合作用的結(jié)果，包括PP2A的不同組成亞基表達的改變以及PP2A-C亞基的翻譯后修飾水平的改變。由此本研究在拓展了文獻報道的基礎(chǔ)上，進一步揭示了MC-LR對其特異靶蛋白PP2A的復(fù)雜的作用方式。
　　 2.在本研究條件下MC-LR對PC1

7、2細胞產(chǎn)生的毒性主要為誘導(dǎo)氧化應(yīng)激水平的升高和細胞骨架結(jié)構(gòu)的改變。
　　 3.MC-LR誘導(dǎo)了調(diào)控細胞骨架結(jié)構(gòu)的組裝和功能的細胞骨架相關(guān)蛋白tau和HSP27的過度磷酸化，這可能導(dǎo)致了細胞骨架的重構(gòu)。
　　 4.MC-LR誘導(dǎo)的細胞骨架相關(guān)蛋白tau和HSP27的過度磷酸化的機制可能是因為PP2A活性受到抑制后其介導(dǎo)的脫磷酸化作用減弱，而激活的p38-MAPK介導(dǎo)的磷酸化作用增強。
　　 5.p38-MAPK通路