IL-1β和TNF-Α對原代培養(yǎng)的腹側(cè)中腦神經(jīng)元鐵代謝的調(diào)控機(jī)制研究.pdf

1、帕金森病(Parkinson'sdisease,PD)是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,臨床表現(xiàn)主要有靜止性震顫、肌僵直和運(yùn)動減少等癥狀。其主要病理學(xué)基礎(chǔ)為黑質(zhì)(substantianigra,SN)多巴胺(dopamine,DA)能神經(jīng)元的脫失以及繼發(fā)引起的紋狀體DA含量下降。迄今為止,PD的發(fā)病原因仍未完全明了,遺傳、環(huán)境、年齡因素導(dǎo)致的如神經(jīng)炎癥、鐵代謝異常、線粒體功能障礙、蛋白異常聚集等都被認(rèn)為參加了PD的發(fā)病。神經(jīng)炎癥反應(yīng)主

2、要表現(xiàn)為小膠質(zhì)細(xì)胞的激活和炎性因子如白細(xì)胞介素1β(interleukin1β,IL-1β)和腫瘤壞死因子α(tumornecrosisfactor-α,TNF-α)的大量釋放。尸檢結(jié)果和動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)在PD病人和動物模型的SN和紋狀體區(qū)域IL-1β和TNF-α的含量升高;將IL-1β和TNF-α直接注射至腦內(nèi)可以引起DA能神經(jīng)元的凋亡,而阻斷IL-1β和TNF-α的受體可以緩解6-羥基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OH

3、DA)和1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)制備的PD動物模型腦內(nèi)DA能神經(jīng)元的損傷。這些證據(jù)提示炎性因子可能參與了DA能神經(jīng)元的損傷。在PD病人腦內(nèi)炎性因子升高的SN區(qū)同時(shí)存在鐵的異常聚積,而神經(jīng)炎癥反應(yīng)與鐵聚積之間的關(guān)系卻并未引起人們足夠的重視。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用流式細(xì)胞儀技術(shù)、免疫熒光、免疫印跡、酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)、激光共聚焦掃描技

4、術(shù)等多項(xiàng)研究方法,觀察了激活的小膠質(zhì)細(xì)胞釋放的IL-1β和TNF-α是否可以影響腹側(cè)中腦(ventralmesencephalon,VM)神經(jīng)元的鐵代謝,并對其調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了探討。結(jié)果如下:
　　 1、10ng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的VM神經(jīng)元24h,細(xì)胞的攝鐵功能顯著增強(qiáng)(P＜0.01),鐵轉(zhuǎn)出功能顯著降低(P＜0.01)。
　　 2、10ng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的VM神經(jīng)元2

5、4h,含有鐵反應(yīng)元件(ironresponsiveelement,IRE)的二價(jià)金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)體(divalemmetaltransporter1,DMT1)的蛋白和mRNA水平都有顯著增高(P＜0.05),鐵轉(zhuǎn)出蛋白ferroportin1(FPN1)的蛋白和mRNA的表達(dá)水平都有顯著降低(P＜0.05)。
　　 3、10ng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的。VM神經(jīng)元24h,鐵調(diào)節(jié)蛋白1(ironregulator

6、yprotein,IRP1)的蛋白表達(dá)水平有顯著增高(P＜0.05)。
　　 4、1Dng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的VM神經(jīng)元24h,細(xì)胞內(nèi)活性氧物質(zhì)(reactiveoxidespecies,ROS)和一氧化氮(nitricoxide,NO)的生成顯著增加(P＜0.01)。
　　 5、0.5mmol/L的抗氧化劑N-乙酰-L-半胱氨酸(N-acetyl-1-cysteine,NAC)和1mmol/L的

7、一氧化氮合成酶抑制劑Nω-硝基-L-精氨酸甲酯鹽酸鹽(Nω-Nitro-L-argininemethylesterhydrochloride,L-NAME)預(yù)處理0.5h后,可分別阻斷IL-1β引起的ROS和NO的生成,進(jìn)而阻斷神經(jīng)元內(nèi)IRP1的表達(dá)上調(diào),TNF-α處理組得到同樣的結(jié)果。
　　 6、10ng/ml的IL-1β和TNF-α處理原代培養(yǎng)的VM神經(jīng)元24h,hepcidin的mRNA水平顯著升高(P＜0.05)。

8、>　　 7、800ng/ml的脂多糖(lipopolysacchaxidc,LPS)處理原代培養(yǎng)的小膠質(zhì)細(xì)胞48h,IL-1β和TNF-α的釋放量顯著增加(P＜0.01)。100μm/L的枸櫞酸鐵銨(ferricammoniumcitrate,FAC)預(yù)處理可顯著增加其釋放量(P＜0.05),而100μm/L甲磺酸去鐵胺(desferrioxaminemesylate,DFO)預(yù)處理則顯著減少其釋放量(P＜0.05)。
　　

9、上述結(jié)果表明,炎性因子IL-1β和TNF-α能激活VM神經(jīng)元的IRP1,進(jìn)而引起DMT1+IRE的上調(diào)和FPN1的下調(diào),從而增強(qiáng)細(xì)胞的攝鐵功能并減弱細(xì)胞的鐵轉(zhuǎn)出功能。IRP1的激活可能與細(xì)胞內(nèi)ROS和NO的生成有直接關(guān)系,抗氧化劑NAC和一氧化氮合酶抑制劑L-NAME可以完全阻斷IRPl的激活。IL-1β和TNF-α誘導(dǎo)的hepcidin上調(diào)也參與了FPN1的表達(dá)下調(diào),加劇了神經(jīng)元內(nèi)的鐵聚積。脂多糖誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活可釋放大量的IL-