活性多肽GRGDS对氧糖剥夺诱导PC12细胞损伤的保护作用及其机制研究

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活性多肽GRGDS对氧糖剥夺诱导PC12细胞损伤的保护作用及其机制研究

2024-07-16 16:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

缺血性脑卒中是由血管阻塞引起的脑血液循环障碍诱发的神经系统损伤,致死、致残率较高,且病理机制十分复杂,目前医学上仍缺乏行之有效的治疗方法。在急性缺血的早期阶段,细胞凋亡可能是对氧糖剥夺的一种自我保护反应,有助于维护重要细胞的生存。然而,在局部缺血的大部分期间,钙超载、氧自由液和溶酶体酶的释放均会导致细胞坏死[6]。

最新研究表明,活性多肽GRGDS可激活体内干细胞,促进细胞的增长和分化[7]。但是,活性多肽GRGDS对于PC12细胞凋亡引起的一系列炎症反应的作用尚未见研究报道。因此,本实验研究了活性多肽GRGDS对氧糖剥夺损伤的PC12细胞凋亡和凋亡反应的抑制作用,并初步探讨其可能存在的药理和药效机制。首先,建立氧糖剥夺损伤的PC12细胞模型,同时加入不同给药剂量浓度的活性多肽GRGDS进行处理。结果发现,活性多肽GRGDS的不同给药剂量浓度可有效抑制氧糖剥夺PC12细胞的损伤,并且当活性多肽GRGDS的剂量浓度为0.01 μg/ml时药物作用效果最佳。故确定0.01 μg/ml浓度作为机制探讨剂量。

TNF-α是一种促炎性多效细胞因子,研究表明,TNF-α可以通过激活转录因子NF-κB的机制阻止神经元的死亡或凋亡,从而诱导Mn-SOD和Bcl-2的表达[8]。TNF-α在大脑发育过程中起着效应分子的作用,经常参与不同的信号通路,激活巨噬细胞和神经胶质细胞,促进神经毒素的产生,并启动神经细胞的凋亡或死亡过程[9]。IL-1β作为一种炎症和免疫源性细胞因子,可在多个环节参与脑缺血损伤机制。研究表明,大量炎性细胞因子(IL-1β、TNF-α)参与脑缺血再灌注损伤后脑细胞的凋亡和坏死[10]。因此检测了氧糖剥夺损伤的PC12细胞上清液,结果显示,氧糖剥夺损伤后PC12细胞上清液中TNF-α和IL-1β含量显著增加,给予活性多肽GRGDS 0.01 μg/ml剂量浓度处理后,上清液中的TNF-α和IL-1β含量明显降低。

本研究结果显示,经过氧糖剥夺损伤后,PC12细胞的凋亡率明显增加,而给予活性多肽GRGDS 0.01 μg/ml剂量浓度处理后PC12细胞的凋亡率显著下降,这提示了活性多肽GRGDS可能通过抑制PC12的凋亡而发挥神经保护作用。为了进一步研究活性多肽GRGDS是否通过抗凋亡作用发挥对PC12细胞的保护作用,本实验试着对凋亡信号通路中的p-JNK、Bax、cleaved caspase 3等相关蛋白的表达进行了检测。据报道,caspase 3是细胞凋亡中的关键部分,是其信号传导的效应通路。caspase 3可能通过线粒体、内质网和死亡受体三种途径激活体内细胞中的死亡信号。缺血性脑卒中一般会引起体内线粒体细胞色素c的释放导致caspase 3的表达、激活和裂解,从而促进细胞凋亡。在细胞死亡引起的凋亡过程中,cleaved caspase 3的表达会增加[11]。研究发现,MAPK可以参与调节多种信号通路诱导或减轻细胞凋亡,活化的JNK会引起脑缺血应激反应的细胞凋亡,而JNK抑制剂在脑缺血再灌注损伤后提供神经保护作用。Bcl-2蛋白家族中的抗凋亡Bcl-2(Bcl-xL)和促凋亡Bax蛋白之间的动态平衡在决定脑缺血期间的细胞命运中起关键作用。越来越多的证据表明,Bcl-2(Bcl-xL)/Bax比率的增加抑制Bax易位至线粒体并保护神经元免受细胞凋亡的损伤,而平衡向Bax过量的转变会引起缺血诱导的神经细胞凋亡。本研究结果显示,氧糖剥夺损伤后PC12细胞中p-JNK、Bax、cleaved caspase 3蛋白的表达水平显著升高,综合流式细胞仪检测氧糖剥夺损伤后PC12细胞凋亡的结果,表明活性多肽GRGDS可能通过抑制凋亡信号通路中的JNK/Bax信号通路,进而抑制氧糖剥夺损伤的PC12细胞凋亡反应,最终发挥神经保护作用。

本研究结果表明,活性多肽GRGDS 0.01 μg/ml剂量浓度可以明显抑制氧糖剥夺损伤的PC12细胞凋亡,降低细胞上清液中TNF-α和IL-1β的含量,并通过调控JNK/Bax信号通路蛋白的表达发挥神经保护作用。活性多肽GRGDS可能在脑缺血中对PC12细胞引起的损伤具有一定的神经保护作用。进一步的研究还需在动物模型上进行更深一层的体内药效试验解释活性多肽GRGDS对缺血性脑卒中的影响及其作用机制,为活性多肽GRGDS在临床上用于缺血性脑卒中的药物治疗提供良好的药理学基础。



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