铝致神经细胞凋亡及自噬的研究进展

铝是地壳中最丰富的金属元素,并无任何有益的生理作用。铝被摄入人体后,蓄积于各个脑区,损害中枢神经系统,与许多神经退行性疾病相关。大量证据显示,铝在体内体外均产生神经毒性。目前的研究表明,铝暴露与神经细胞凋亡密切关联,神经细胞凋亡及自噬参与铝诱发的脑毒性,上述机制是构成铝神经毒性的重要机制之一。本文从铝对神经细胞凋亡的形态学影响、铝致神经细胞凋亡的不同途径、铝致神经细胞凋亡及自噬的关联综述近几年铝致神经细胞凋亡及自噬的研究进展。     

铝对大鼠学习记忆及海马神经细胞凋亡影响

目的 研究三氯化铝对大鼠学习记忆及海马神经细胞凋亡的影响.方法 选择雄性SD大鼠,按体重随机分为4组,在基础饲料中添加三氯化铝,Al3+剂量分别为0,11.2,55.9和111.9mg/(kg·bw),连续染毒3个月.采用Y-电迷宫仪检测大鼠学习记忆能力,原位末端标记技术(TUNEL)和流式细胞术检测大鼠海马神经细胞凋亡,原子吸收法检测海马铝含量.结果 染毒Al3+111.9mg/(kg·bw)组大鼠逃避正确率为(0.83±0.115)%明显低于对照组(0.95±0.127)%,<0.05);5.9和111.9mg/(kg·bw)组大鼠逃避潜伏期分别为(4.81±1.33),(5.55±1.79)s,对照组(3.45±1.12)s明显延长(P<0.05);染毒组大鼠海马均出现TUNEL阳性细胞,且随剂量增加渐趋明显,各染毒组大鼠海马神经细胞凋亡率及铝含量明显高于对照组(P<0.01),且呈明显剂量-效应关系.结论 铝诱导海马神经细胞凋亡是导致大鼠学习记忆障碍的重要机制之一.     

caspase-3基因在染铝小鼠神经细胞凋亡中的作用

[目的]通过观察染铝小鼠海马的线粒体膜电位、组织形态以及脑组织内活化的caspase-3蛋白含量表达的变化,研究caspase-3 siRNA在铝致神经细胞凋亡中的作用。[方法]取3月龄雄性昆明小鼠,按体重随机分为4组,即空白对照组（生理盐水4μL）、染铝组（0.5%AlCl3.6H2O 4μL）、Al＋RNAi组（0.5%AlCl3.6H2O 3μL＋目的siRNA表达载体1μL）、空载体组（0.5%AlCl3.6H2O 3μL＋对照siRNA表达载体1μL）,通过侧脑室注射进行染毒,连续染毒5 d,各组小鼠海马的凋亡率用流式细胞术检测;线粒体膜电位用罗丹明123（Rhl23）染色流式方法检测;观察小鼠组织学变化;脑组织中活化的caspase-3蛋白的含量用蛋白印迹（Western blot）技术检测。[结果]凋亡率结果显示：与空白对照组相比,染铝组、空载体组的细胞凋亡率升高有统计学意义（P〈0.05）,Al＋RNAi组凋亡率尚无差别（P〉0.05）;线粒体经Rhl23染色呈现明亮绿色的荧光,染铝组和空载体组荧光强度较对照组明显减弱（P〈0.05）,Al＋RNAi组与空白对照组差异无统计学意义;常规HE染色镜下可见空白对照组小鼠海马神经元排列整齐,染铝组细胞排列零乱,细胞连接松解,空载体组细胞数量减少,siRNA处理后细胞状态与空白对照组相似;活化的caspase-3蛋白表达量结果显示染铝组高于空白对照组,差异有统计学意义（P〈0.05）;空白对照组、空载体组、Al＋RNAi组之间尚无差别（P〉0.05）。[结论]RNA能通过下调caspase-3基因的表达,从而对铝致小鼠神经细胞凋亡产生抑制作用。     

铝对体外培养大鼠神经细胞凋亡的研究

目的研究铝对体外培养大鼠神经细胞凋亡的作用。方法体外培养0~3天大鼠单纯神经元、神经胶质细胞及混合培养神经细胞,并用不同浓度AlCl3.6H2O处理,分为对照组、低、中、高剂量组(分别为0、0.5、1.0和2.0mmol/L),做光镜观察、荧光染色及流式细胞检测。结果①在光镜下和荧光染色法观察,可以见到神经元有凋亡细胞的典型形态学改变,但在神经胶质细胞及混合培养细胞中没有观察到凋亡的典型形态学改变。②神经元的流式检测结果显示,铝可以诱导神经元凋亡,且其早期、晚期及总凋亡率与铝的作用剂量有关;而神经胶质细胞的流式检测结果在染毒剂量组中未发现凋亡率的显著升高,其凋亡率在各组间差异均无显著性;混合培养神经细胞的流式检测结果在染毒剂量组中亦有凋亡率的显著升高,但其凋亡率升高的程度远低于神经元。结论低浓度铝可诱导神经元细胞凋亡。     

铝作用下大鼠海马神经细胞凋亡与bcl-2和bax基因转录的关系

目的探讨铝引起大鼠海马神经细胞凋亡与bcl2、baxmRNA表达变化的关系。方法健康雄性SD大鼠40只,按体重随机分为4组:生理盐水组、Al3+2.5、5.0、10.0mgkg组。染毒60天后处死,用TUNEL法检测细胞凋亡,RTPCR法检测bcl2、baxmRNA的表达,用凝胶成像系统进行结果分析。结果与对照组相比,Al3+5.0mgkg、10.0mgkg组大鼠海马神经细胞凋亡率显著升高(P<005),而Al3+2.5mgkg组与对照组相比凋亡率升高,但差异无显著性;3个染毒组bcl2mRNA表达均显著下降(P<0.05);3个染毒组baxmRNA表达显著升高(P<0.05);海马神经细胞凋亡指数与bcl2mRNA表达呈负相关(r=-0.909,P<0.01),与baxmRNA表达呈正相关(r=0.871,P<0.01)。结论铝可以诱导大鼠海马神经细胞凋亡,其机制与bcl2mRNA表达下调,baxmRNA表达上调有关。     

铝致大鼠海马神经细胞凋亡及对Bcl-2和Bax表达的影响

[目的]探讨铝对大鼠海马神经细胞凋亡及Bcl-2、Bax表达的影响。[方法]健康雄性SD大鼠40只,按体重随机分为4组:生理盐水组(对照组)、Al3+2.5mg/kg组、Al3+5mg/kg组、Al3+10mg/kg组。AlCl3溶液腹腔注射染毒,60d后处死,用TUNEL法检测细胞凋亡,免疫组化法测Bcl-2、Bax的表达,并用图像分析系统进行结果分析。[结果]随着染铝剂量的增高,大鼠海马神经细胞凋亡指数升高,存在剂量-效应关系(P<0.05)。各染铝组Bcl-2表达下降,Bax表达显著升高,Bcl-2/Bax逐渐下降,存在剂量-效应关系(P<0.05);海马神经细胞凋亡指数与Bcl-2呈负相关(r=一0.924,P<0.01),与Bax呈正相关(r=0.804,P<0.01),与Bcl-2/Bax表达比值呈负相关(r=-0.872,P<0.01)。[结论]铝可以诱导大鼠海马神经细胞凋亡,其机制可能与Bcl-2表达下调,Bax表达上调以及Bcl-2/Bax表达比值下降有关。     

Nec-1对亚急性锰暴露大鼠星形胶质细胞异常活化的影响

目的 研究Nec-1对亚急性锰暴露大鼠海马及皮层星形胶质细胞异常活化的影响。方法 将48只SD大鼠随机分为对照组、Nec-1对照组、染锰组,Nec-1干预组。所有动物先经手术作侧脑室埋管,然后采用亚急性腹腔注射法对染锰及干预组动物染锰,干预组同时给予脑室内注射Nec-1。动物取材时取海马及顶叶皮层组织,采用免疫组织化学法、Western Blot和RT-qPCR法检测GFAP蛋白及NADPH相关基因表达的变化。结果 与对照组比较,染锰组海马CA1区和皮层的GFAP阳性细胞数增多,GFAP的蛋白表达量升高,NOX1、NOX4基因的表达升高(P＜0.05);与染锰组比较,Nec-1干预组海马CA1区GFAP阳性细胞数减少,海马及皮层的GFAP表达量下降(P＜0.05),NOX1、NOX4基因的表达降低。结论 Nec-1干预可降低染锰大鼠脑内星形胶质细胞以及氧化应激相关因子的反应水平,其机制可能与Nec-1能抑制神经组织细胞程序性坏死的发生有关。     

脂质过氧化损伤及内质网应激在铝致神经细胞凋亡中的作用机制

目的 探讨脂质过氧化损伤及内质网应激在铝致神经细胞凋亡中的作用.方法 体外培养新生0～3 d的大鼠神经元细胞用不同浓度氯化铝染毒.在荧光显微镜和电子显微镜下观察神经元的凋亡和内质网的形态学改变,并检测内质网的超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量及ATP酶活力.结果 光学显微镜和电子显微镜形态学观察发现了凋亡的典型形态学改变,电子显微镜下可观察到内质网的变形肿胀及脱颗粒现象.低剂量染毒组SOD和ATP酶的活力明显升高,与对照组比较,差异有统计学意义(P＜0.01),随染毒剂量的加大,酶活力逐渐下降;MDA含量则在低剂量染毒组[(16.42±1.50)nmol/m1]明显下降,与对照组比较,差异有统计学意义(P＜0.01),随染毒剂量的加大,MDA含量逐渐上升.结论 铝能诱导神经元凋亡,内质网的脂质过氧化作用在凋亡过程中发挥了重要的调控作用.     

自噬基因Beclin1过表达诱导人卵巢癌细胞SKOV3自噬和凋亡的研究

目的:探讨自噬基因Beclin 1在人卵巢癌SKOV3细胞中过表达对其体外生长活性的影响。方法:构建自噬基因Beclin 1的真核表达载体pcDNA3.1/Beclin1,将其稳定转染SKOV3细胞,实现Beclin 1在SKOV3中的过表达;用MTT法分析Beclin1过表达对SKOV3增殖的影响,用流式细胞仪检测凋亡和自噬情况,电镜和荧光显微镜下观察自噬现象。结果:pcD-NA3.1/Beclin1转染SKOV3细胞后Beclin 1在mRNA和蛋白水平均高于空质粒pcDNA3.1转染组和未转染组。Beclin 1在SKOV3中的稳定过表达后G1期细胞明显增多,S期细胞比例明显减少,细胞增殖受到抑制,凋亡率为(21.26±3.89)%,高于空质粒pcDNA3.1转染组和未转染组,差异有统计学意义(P<0.05);流式细胞仪检测pcDNA3.1/Beclin1转染SKOV3细胞后MDC标记的自噬囊泡平均荧光强度高于pcDNA3.1转染组和未转染组。pcDNA3.1/Beclin1转染SKOV3细胞后在电镜下可见大量自噬囊泡形成。在荧光显微镜下见pcDNA3.1/Beclin1转染后SKOV3细胞中MDC标记的自噬囊泡明显增加。结论:自噬基因Beclin1过表达可诱导人卵巢癌细胞SKOV3自噬和凋亡,针对自噬基因Beclin1的卵巢癌基因治疗可能具有可行性。     

叶酸对脑梗塞大鼠神经细胞凋亡及Notch1 mRNA表达的影响

目的研究叶酸(FA)对脑梗塞大鼠缺血侧脑组织内神经细胞凋亡及Notch1 mRNA表达的影响。方法雄性SD大鼠48只按体重随机分为4组:假手术组(SO)、大脑中动脉梗塞组(MCAO)、MCAO+叶酸低剂量组(MCAO+LFA)、MCAO+叶酸高剂量组(MCAO+HFA)。除SO组外,其他三组均采用线拴法制作大鼠大脑中动脉栓塞,各组于栓塞处理后第14天处死。补充叶酸前、补充28天后及栓塞处理后第14天,采用化学发光免疫法测定各组大鼠血清叶酸含量;建立MCAO后第14天,应用TUNEL法测定缺血侧脑组织内神经细胞的凋亡,荧光原位杂交法检测神经细胞内Notch1 mRNA的表达。结果补充叶酸后,与MCAO组相比,MCAO+LFA、MCAO+HFA组神经细胞凋亡率明显降低(P<0.01),血清叶酸浓度及Notch1 mRNA的荧光强度值均明显升高(P<0.01)。结论叶酸降低脑梗塞大鼠神经细胞凋亡率可能与其促进Notch1 mRNA的表达有关。     

Resveratrol Induces Autophagy and Apoptosis in Non-Small-Cell Lung Cancer Cells by Activating the NGFR-AMPK-mTOR Pathway

Resveratrol (RSV) has been reported to induce autophagy and apoptosis in non-small-cell lung cancer A549 cells, and the nerve growth factor receptor (NGFR) regulates autophagy and apoptosis in many other cells. However, the effect of NGFR on autophagy and apoptosis induced by RSV in A549 cells remains unclear. Here, we found that RSV reduced the cell survival rate in time- and concentration-dependent manners, activating autophagy and apoptosis. Lethal autophagy was triggered by RSV higher than 55 μM. The relationship between autophagy and apoptosis depended on the type of autophagy. Specifically, mutual promotion was observed between apoptosis and lethal autophagy. Conversely, cytoprotective autophagy facilitated apoptosis but was unaffected by apoptosis. RSV enhanced NGFR by increasing mRNA expression and prolonging the lifespan of NGFR mRNA and proteins. RSV antagonized the enhanced autophagy and apoptosis caused by NGFR knockdown. As the downstream pathway of NGFR, AMPK-mTOR played a positive role in RSV-induced autophagy and apoptosis. Overall, RSV-induced autophagy and apoptosis in A549 cells are regulated by the NGFR-AMPK-mTOR signaling pathway.     

Suffruticosol C-Mediated Autophagy and Cell Cycle Arrest via Inhibition of mTORC1 Signaling

Paeonia species are well-known ornamental plants that are used in traditional Chinese medicines. The seeds of these species are rich in stilbenes, which have wide-ranging health-promoting effects. In particular, resveratrol, which is a common stilbene, is widely known for its anticancer properties. Suffruticosol C, which is a trimer of resveratrol, is the most dominant stilbene found in peony seeds. However, it is not clear whether suffruticosol C has cancer regulating properties. Therefore, in the present study, we aimed to determine the effect of suffruticosol C against various cancer cell lines. Our findings showed that suffruticosol C induces autophagy and cell cycle arrest instead of cell apoptosis and ferroptosis. Mechanistically, suffruticosol C regulates autophagy and cell cycle via inhibiting the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) signaling. Thus, our findings imply that suffruticosol C regulates cancer cell viability by inducing autophagy and cell cycle arrest via the inhibition of mTORC1 signaling.     

bcl-2及相关基因在番茄红素诱导人胃癌细胞凋亡过程中的作用

目的通过体外试验研究bcl-2及相关基因在番茄红素诱导人胃癌SGC-7901细胞凋亡过程中的作用。方法将番茄红素作用于人胃癌SGC-7901细胞,DAPI染色观察细胞凋亡情况,RT-PCR法检测bcl-2、bax、p53mRNA的表达。结果番茄红素作用于人胃癌SGC-7901细胞后,细胞发生凋亡,凋亡率为78.5%;随番茄红素浓度的增加,bcl-2mRNA的表达明显降低,baxmRNA和p53mRNA的表达均显著增加,并均呈剂量-效应关系。结论番茄红素在体外能诱导人胃癌SGC-7901细胞凋亡,且以促进p53mRNA过表达,从而上调baxmRNA的表达,下调bcl-2mRNA表达,即通过改变bax与bcl-2的比例来促进人胃癌SGC-7901细胞凋亡。     

软骨藻酸诱导PC12细胞凋亡及对活性氧的影响

[目的]研究软骨藻酸诱导PC12细胞凋亡及对活性氧的影响. [方法]流武细胞仪法测定0、0.01、0.1、l μmol/L软骨藻酸作用PCI2细胞24h后,对细胞凋亡、细胞周期和活性氧生成的影响. [结果]软骨藻酸可诱导PC12细胞凋亡的发生,与对照组(凋亡率为0.250±0.053)相比,所有染毒浓度组PCI2细胞凋亡率均上升且差异有统计学意义;并将PC12细胞阻滞于细胞周期中的G2/M期,0.1、1 μmol/L组中处于G2/M期的PC12细胞数量与对照组相比,差异具有统计学意义;所有浓度组均可使PC12细胞的活性氧分子(reactive oxygen species,ROS)平均荧光强度增加(0.01 μmnol/L组为187.140±3.629,0.1 μmol/L组为206.023±5.277,1 μmol/L组为348.915±3.343),与对照组(163.660±4.059)相比,差异均具有统计学意义.[结论] 软骨藻酸能诱导PC12细胞凋亡的发生,将PC12细胞阻滞于细胞周期中的G2/M期,并使得细胞内的ROS产生增加.     

二硫化碳对大鼠睾丸支持-生精共培养细胞凋亡线粒体途径相关基因表达的影响

[目的]研究二硫化碳（carbondisulfide,CS：）染毒对大鼠睾丸支持-生精共培养细胞凋亡线粒体途径相关基因表达的影响。[方法]选用22～24d龄清洁级雄性SD大鼠,建立睾丸生精-支持细胞体外共培养体系,将细胞分为4组：1个对照组和3个不同浓度csz染毒组（1、2、4μmol／mL）,提取RNA,应用荧光实时定量聚合酶链反应（RT-PCR）检测Cyto C、 Apaf-1、Caspase-3、Caspase-9、Aif、EndoG、Smac、IAPS、 Bax、 Bcl-2 mRNA表达水平。[结果]大鼠睾丸支持一生精共培养细胞中,CS2染毒可导致CytoC、Smac、IAPS、Caspase-3、BaxmRNA的表达水平和Bax／Bcl-2mRNA表达水平值均明显升高（P〈0．05）,同时使Apaf-1、Aif、Bcl-2和EndoGmRNA的表达水平明显下降（P〈0．05）。[结论]CS2染毒可影响大鼠睾丸支持-生精共培养细胞凋亡线粒体途径相关基因的表达,并且这一机制与CS2导致生殖损伤相关。     

二月桂酸二丁基锡对雄性大鼠肝细胞凋亡的作用

目的探讨二月桂酸二丁基锡(DBTD)对雄性大鼠肝细胞凋亡的作用。方法将雄性Wister大鼠随机分为对照组和3个不同剂量(5、10和20 mg/kg)的DBTD组。染毒组用色拉油配制成不同浓度的DBTD溶液,根据大鼠不同体重进行灌胃;对照组给予等量的色拉油;连续染毒8 w。在末次染毒结束后24 h(禁食12 h),股动脉取血后处死。以流式细胞术、细胞原位TUNEL法检测肝细胞凋亡率。结果染毒组大鼠随剂量的加大肝细胞DNA总损伤率明显提高(低:52.4%,中:81.4%,高:87.7%),与对照组(8.9%)比较,差异有统计学意义(P<0.05)。不同剂量组肝细胞各时相的细胞百分数发生变化:G0/G1期细胞百分数明显增加,G2/M期和S期细胞百分数明显减少,凋亡指数(AI)峰所占比例增加,染毒组与对照组比较差异有统计学意义(均P<0.05)。结论 DBTD可使雄性大鼠肝细胞DNA损伤率升高和DNA合成受抑制,使肝细胞出现G0/G1期阻滞,进入S期和G2/M期细胞数量减少,有丝分裂延迟,表明DBTD对大鼠肝细胞有凋亡作用。     

肿瘤坏死因子-α-转化酶和EGFR在非小细胞肺癌转移中的作用研究

目的探讨非小细胞肺癌（NSCLC）病理组织中肿瘤坏死因子-α-转化酶（TACE）和EGFR在原发灶和转移灶中的表达及其与患者预后的关系。方法应用液相芯片技术、RT-PCR、WesternBlot等方法测定57例NSCLC和14例肺部良性病变病理切片中膜结合肿瘤坏死因子（M—TNF）、TACE、EGFR的水平,对比分析TACE、EGFR在NSCLC患者和正常人之间以及NSCLC原发灶和转移病灶的表达。结果57例NSCLC中M—TNF和TACE的异常表达率分别为66．67％和64．91％,EGFR的阳性表达率为77．19％;14例肺部良性病变均未见TACE的过度表达：TACE和EGFR在NSCLC转移灶中的表达明显高于原发灶,并与预后成正相关。结论检测TACE和EGFR在NSCLC中的表达变化是判断恶性肿瘤程度、浸润转移的有效参考指标,TACE和EGFR的异常表达可能影响NSCLC患者的预后。     

Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids Trigger Cell Cycle Arrest and Induce Apoptosis in Human Neuroblastoma LA-N-1 Cells

Omega-3 (n-3) fatty acids are dietary long-chain fatty acids with an array of health benefits. Previous research has demonstrated the growth-inhibitory effect of n-3 fatty acids on different cancer cell lines in vitro, yet their anti-tumor effects and underlying action mechanisms on human neuroblastoma LA-N-1 cells have not yet been reported. In this study, we showed that docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) exhibited time- and concentration-dependent anti-proliferative effect on the human neuroblastoma LA-N-1 cells, but had minimal cytotoxicity on the normal or non-tumorigenic cells, as measured by MTT reduction assay. Mechanistic studies indicated that DHA and EPA triggered G₀/G₁ cell cycle arrest in LA-N-1 cells, as detected by flow cytometry, which was accompanied by a decrease in the expression of CDK2 and cyclin E proteins. Moreover, DHA and EPA could also induce apoptosis in LA-N-1 cells as revealed by an increase in DNA fragmentation, phosphatidylserine externalization and mitochondrial membrane depolarization. Up-regulation of Bax, activated caspase-3 and caspase-9 proteins, and down-regulation of Bcl-X_L protein, might account for the occurrence of apoptotic events. Collectively, our results suggest that the growth-inhibitory effect of DHA and EPA on LA-N-1 cells might be mediated, at least in part, via triggering of cell cycle arrest and apoptosis. Therefore, DHA and EPA are potential anti-cancer agents which might be used for the adjuvant therapy or combination therapy with the conventional anti-cancer drugs for the treatment of some forms of human neuroblastoma with minimal toxicity.     

生物素化葡聚糖胺逆行标记检测嗅鞘细胞移植对视神经损伤后视网膜神经节细胞存活的影响

目的通过生物素化葡聚糖胺(biopinylated dextan amine,BDA)逆行标记的方法,检测移植嗅鞘细胞对视神经损伤后视网膜神经节细胞(retinal ganglion cell,RGCs)存活的影响;观察BDA逆行标记RGCs效果。方法培养纯化嗅鞘细胞(olfactory ensheathing cells,OECs),并进行活性鉴定。取纯度为95%活性最高OECs种植于10只成年SD大鼠(雌雄不限)视神经吸断处,另设10只行单纯吸断伤作为对照,两组均于术后存活4W,做视网膜铺片,记数各象限同一视野下BDA荧光标记RGCs数。结果各视野下,移植OECs组荧光标记RGCs数均显著高于对照组(P<0.01);RGCs胞体及轴突轮廓清晰。结论OECs可有效保护RGCs,减缓其凋亡速率;BDA逆行标记RGCs效果理想,可进一步推广应用。