β羟丁酸对Aβ处理的SH-SY5Y细胞p75NTR表达的影响及机制探讨

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目的:阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)是一种常见的进行性的神经性病变。AD病因复杂多样,脑内Aβ异常聚积被认为是AD发生发展的关键因素。研究发现脑内注射神经营养因子受体p75NTR(p75 neurotrophin receptor,p75NTR)可明显减少Aβ斑块沉积。同时也有文献报道p75NTR可以通过其胞外段与影响Aβ聚合能力和神经毒性的主要区域(第25-35位氨基酸)结合,发挥抑制Aβ聚集、促进Aβ纤维解聚,有效拮抗Aβ神经毒性,保护神经元的作用。另有研究显示p75NTR与Aβ结合后可通过激活NF-κB p65蛋白促进细胞存活,保护神经元。有研究表明p75NTR在AD脑内的表达减少。提示上调p75NTR在AD中的表达水平可能通过激活p65蛋白而达到保护神经元作用。p75NTR基因的转录调控与组蛋白乙酰化有关,而组蛋白乙酰化水平可通过组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)调节。人类中HDACs共有18个亚型(HDAC1-11,SIRT1-7)。已有研究表明在神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)中HDAC1可抑制p75NTR转录。HDAC2与HDAC1高度同源,且HDAC2参与AD的发生发展。然而,在AD中HDAC1、HDAC2是否调控p75NTR表达未见报道。脂肪代谢的中间产物β羟丁酸(β-hydroxybutyrate,βOHB)对AD等神经退行性疾病的神经保护作用日益受到关注。βOHB是一种内源性HDACs抑制剂,具有抑制包括HDAC1/2在内的HDACs作用。但βOHB在AD中是否可通过抑制HDAC1和(或)HDAC2而调控p75NTR表达尚不清楚。综上,本研究采用Aβ25-35处理SH-SY5Y细胞作为AD的细胞模型,探讨βOHB是否通过抑制AD模型细胞HDAC1/2而上调p75NTR的表达,进而激活p65蛋白,达到保护神经元的作用。  研究方法:1、细胞培养:SH-SY5Y细胞以含10%胎牛血清1640培养液于37℃、5% CO2及饱和湿度条件下培养。待细胞生长至融合状态时以0.25%胰蛋白酶消化,制成单细胞悬液供试。2、细胞活力测定:βOHB干预组细胞以终浓度为5 mMβOHB预处理3h,再向Aβ处理组和βOHB干预组细胞加入Aβ(终浓度为10、20、40、80μM),同时设立空白组(加入不含细胞的培养液)和对照组(加入含细胞的培养液),培养24 h,采用MTT法测定各组细胞活力。3、细胞mRNA及蛋白表达水平检测:实验分为对照组、单纯βOHB组、Aβ处理组和βOHB干预组。单纯βOHB组、βOHB干预组细胞以5 mMβOHB预处理3h,再向Aβ处理组和βOHB干预组细胞加入终浓度为20μM Aβ的培养液,对照组细胞仅加入培养液,培养6h、24 h,收集细胞。采用qRT-PCR及Western Blot法测定各组细胞p75NTR、HDAC1/2 mRNA及其蛋白表达水平,以及p65蛋白表达水平。4、沉默HDAC1/2基因的细胞p75NTR表达水平检测:将siRNA-HDAC1/2转染至SH-SY5Y细胞,同时设立阴性对照组(NonspecificsiRNA),于转染后24 h,采用qRT-PCR及Western Blot法判定siRNA干扰效果,同时检测p75NTR mRNA及蛋白表达水平。5、统计分析:应用SPSS20.0统计软件建立数据库,进行数据分析。  结果:1、随着Aβ浓度的不断增加,细胞活力逐渐下降,40μM、80μMAβ处理组的细胞活力明显低于对照组(P<0.01);与40μM、80μM Aβ处理组相比,βOHB干预组细胞活力明显升高(P<0.01)。2、与对照组相比,6h、24 h单纯βOHB组细胞p75NTR mRNA及蛋白表达水平上升(P<0.05或P<0.01),Aβ处理组细胞p75NTR mRNA及蛋白表达水平下降(P<0.01);6h、24 hβOHB干预组细胞p75NTR mRNA及蛋白表达水平高于Aβ处理组(P<0.01)。3、与对照组相比,6h单纯βOHB组细胞HDAC1/2 mRNA及蛋白表达水平下降(P<0.05或P<0.01),6h、24 h Aβ处理组细胞HDAC1/2 mRNA及蛋白表达水平上升(P<0.01);6h、24 hβOHB干预组细胞HDAC1/2 mRNA及蛋白表达水平低于Aβ处理组(P<0.05或P<0.01)。4、与对照组相比,6h、24 h单纯βOHB组细胞p65蛋白表达水平升高(P<0.01),Aβ处理组细胞p65蛋白表达水平下降(P<0.01);6h、24 hβOHB干预组细胞p65蛋白表达水平高于Aβ处理组(P<0.01)。5、与对照组相比,沉默HDAC1基因的细胞p75NTR mRNA及蛋白表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01),沉默HDAC2基因的细胞p75NTR mRNA及蛋白表达水平未见统计学差异(P>0.05)。  结论:1、βOHB可明显抑制Aβ诱导的SH-SY5Y细胞活力下降。2、Aβ处理的SH-SY5Y细胞p75NTR mRNA及蛋白表达水平降低,HDAC1/2 mRNA及其蛋白表达水平升高,p65蛋白表达水平降低;βOHB可对Aβ所致的上述改变均具有明显的改善作用。3、βOHB可通过抑制HDAC1而上调P75NTR表达。
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