呲咯喹啉醌對(duì)甲基汞引起PC12細(xì)胞毒性的保護(hù)作用及其機(jī)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(jī)形式，極易透過(guò)血腦屏障和胎盤屏障，從而對(duì)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(duì)于甲基汞的暴露主要是通過(guò)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(duì)于甲基汞神經(jīng)毒性作用的具體機(jī)制尚不完全清楚，但誘導(dǎo)各種細(xì)胞發(fā)生凋亡性死亡和造成廣泛的氧化損傷被認(rèn)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(hù)神經(jīng)元免受甲基汞的毒性也側(cè)面證實(shí)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(jià)鍵形式與細(xì)菌中某些脫氫酶的活性中心連接。目前，PQQ被認(rèn)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(gè)新有機(jī)輔基。PQQ以痕量水平廣泛存在于各種微生物、植物和動(dòng)物組織中。由于動(dòng)物和人體不能自行合成PQQ，因此其體內(nèi)的PQQ主要是來(lái)源于飲食。雖然對(duì)于PQQ

3、生物學(xué)功效的探索尚處于發(fā)展階段，但其在營(yíng)養(yǎng)學(xué)和藥理學(xué)上的作用，尤其是神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)和保護(hù)方面的表現(xiàn)，已經(jīng)引起了各國(guó)科學(xué)家的注意。 本研究采用PC12細(xì)胞為體外神經(jīng)元模型，通過(guò)MTT、LDH試驗(yàn)檢測(cè)了甲基汞和PQQ的細(xì)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(xì)胞存活率，破壞細(xì)胞膜完整性，且存在劑量-效應(yīng)關(guān)系和時(shí)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(xì)胞存活率，保護(hù)細(xì)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(cè)細(xì)胞周期分布、AV/PI雙染和TUNEL檢測(cè)細(xì)胞凋亡等方法，表明甲基汞以濃度依賴性方式誘導(dǎo)PC12細(xì)胞凋亡，干擾DNA正常合成，造成細(xì)胞周期阻滯于S期。明確了甲基汞通過(guò)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(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致細(xì)胞經(jīng)由線粒體途徑凋亡。PQQ能夠保護(hù)細(xì)胞免受甲基汞誘導(dǎo)的凋亡，緩解細(xì)胞周期阻

5、滯現(xiàn)象，其作用機(jī)制是通過(guò)保持線粒體膜電位，增加Bcl-2蛋白水平，進(jìn)而抑制了caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)。另外，抑制ROS過(guò)量生成可能是其發(fā)揮保護(hù)作用的重要原因。 對(duì)胞內(nèi)氧自由基含量、脂質(zhì)過(guò)氧化程度、抗氧化酶活力和GSH水平檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，甲基汞暴露導(dǎo)致PC12細(xì)胞內(nèi)O2·-、·OH和H2O2含量均顯著提高，MDA水平升高也反映出細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)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(shuō)明PQQ不僅能夠直接清除氧自由基，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化損傷，同時(shí)也可以通過(guò)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(hù)作用。 總之，本研究首次報(bào)道了PQQ能夠緩解甲基汞對(duì)PC12細(xì)胞引起的神經(jīng)毒性作用，初步闡明了其拮抗機(jī)制與抑制細(xì)胞凋亡，減少氧化損傷有關(guān)。這對(duì)于更好地了解甲基汞的毒性作用機(jī)理，為