呲咯喹啉醌對甲基汞引起PC12細胞毒性的保護作用及其機理研究.pdf

1、汞是一種全球范圍的環(huán)境污染物。甲基汞是汞的有機形式，極易透過血腦屏障和胎盤屏障，從而對成年和發(fā)育中的大腦造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。一般人群對于甲基汞的暴露主要是通過飲食途徑，尤其是食用了被甲基汞污染的魚類引起臨床或亞臨床中毒癥狀。雖然對于甲基汞神經(jīng)毒性作用的具體機制尚不完全清楚，但誘導各種細胞發(fā)生凋亡性死亡和造成廣泛的氧化損傷被認為是其毒性作用的重要原因。另外，各種抗氧化性物質(zhì)能夠保護神經(jīng)元免受甲基汞的毒性也側(cè)面證實了上述推斷。 吡

2、咯喹啉醌(PQQ)是由某些革蘭氏陰性菌產(chǎn)生的小分子氧醌型化合物，以非共價鍵形式與細菌中某些脫氫酶的活性中心連接。目前，PQQ被認為是繼煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)，和黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)或黃素單核苷酸(FMN)之后，在自然界中發(fā)現(xiàn)的一個新有機輔基。PQQ以痕量水平廣泛存在于各種微生物、植物和動物組織中。由于動物和人體不能自行合成PQQ，因此其體內(nèi)的PQQ主要是來源于飲食。雖然對于PQQ

3、生物學功效的探索尚處于發(fā)展階段，但其在營養(yǎng)學和藥理學上的作用，尤其是神經(jīng)營養(yǎng)和保護方面的表現(xiàn)，已經(jīng)引起了各國科學家的注意。 本研究采用PC12細胞為體外神經(jīng)元模型，通過MTT、LDH試驗檢測了甲基汞和PQQ的細胞毒性及其相互作用關(guān)系。結(jié)果顯示，甲基汞能夠降低細胞存活率，破壞細胞膜完整性，且存在劑量-效應(yīng)關(guān)系和時間-效應(yīng)關(guān)系。甲基汞暴露前預(yù)加納摩爾濃度的PQQ能夠明顯提高細胞存活率，保護細胞膜完整性。但隨著PQQ處理方式不同和處理

4、濃度的增加，其表現(xiàn)則有所差異。 采用Hoechst33258熒光染色、PI單染檢測細胞周期分布、AV/PI雙染和TUNEL檢測細胞凋亡等方法，表明甲基汞以濃度依賴性方式誘導PC12細胞凋亡，干擾DNA正常合成，造成細胞周期阻滯于S期。明確了甲基汞通過破壞線粒體膜電位，降低Bcl-2/Bax蛋白比率，增加ROS含量，并激活caspase級聯(lián)反應(yīng)，最終導致細胞經(jīng)由線粒體途徑凋亡。PQQ能夠保護細胞免受甲基汞誘導的凋亡，緩解細胞周期阻

5、滯現(xiàn)象，其作用機制是通過保持線粒體膜電位，增加Bcl-2蛋白水平，進而抑制了caspase級聯(lián)反應(yīng)。另外，抑制ROS過量生成可能是其發(fā)揮保護作用的重要原因。 對胞內(nèi)氧自由基含量、脂質(zhì)過氧化程度、抗氧化酶活力和GSH水平檢測發(fā)現(xiàn)，甲基汞暴露導致PC12細胞內(nèi)O2·-、·OH和H2O2含量均顯著提高，MDA水平升高也反映出細胞脂質(zhì)過氧化程度增加，而抗氧化酶如SOD、CAT和GSH-Px活力明顯降低，胞內(nèi)GSH水平急劇減少。PQQ能夠

6、降低O2·-、·OH和H2O2等氧自由基的含量，降低MDA水平，顯著提高SOD、CAT和GSH-Px活力，并能夠維持胞內(nèi)GSH水平。說明PQQ不僅能夠直接清除氧自由基，抑制脂質(zhì)過氧化損傷，同時也可以通過提高胞內(nèi)抗氧化酶活力、維持硫醇水平等方式間接發(fā)揮保護作用。 總之，本研究首次報道了PQQ能夠緩解甲基汞對PC12細胞引起的神經(jīng)毒性作用，初步闡明了其拮抗機制與抑制細胞凋亡，減少氧化損傷有關(guān)。這對于更好地了解甲基汞的毒性作用機理，為