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目的:探讨代谢型谷氨酸受体1(mGluR1)对麦芽酚铝[Al(mal)3]染毒的大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤分化细胞株(PC12)蛋白激酶C(PKC)及N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor,NMDAR)表达的影响。方法:第一部分:取对数生长期PC12细胞,分为空白对照组(正常PC12细胞)、激动剂组(100μmol/L mGluR1激动剂)、抑制剂组(100μmol/L mGluR1抑制剂)、麦芽酚铝染毒组(200μmol/L麦芽酚铝)、染铝+激动剂组(100μmol/L mGluR1激动剂+200μmol/L麦芽酚铝)、染铝+抑制剂组(100μmol/L mGluR1抑制剂+200μmol/L麦芽酚铝),染毒时间为24h。采用实时荧光定量PCR法测定各组PC12细胞中PKC及NMDAR亚基的mRNA表达水平;采用Western Blot法测定各组PC12细胞中PKC及NMDAR亚基的蛋白表达水平;采用ELISA法测定各组PC12细胞的PKC酶活性。第二部分:1.取对数生长期PC12细胞分为空白对照组、阴性转染组和3个阳性转染组,空白对照组不做任何处理,阴性转染组转染不含目的siRNA的空质粒,阳性转染组分别转染含有001-siRNA、002-siRNA、和003-siRNA的质粒,孵育24h后用RT-PCR检测各组PC12细胞mGluR1 mRNA表达水平,从而筛选最佳干扰序列。2.取对数生长期PC12细胞分为空白对照组、阴性转染组和4个阳性转染组,空白对照组不做任何处理,阴性转染组转染不含目的siRNA的空质粒,阳性转染组转染含有003-siRNA的质粒,分别孵育12h、24h、36h和48h后用RT-PCR检测各组PC12细胞mGluR1 mRNA表达水平,用Western Blot法检测各组PC12细胞mGluR1蛋白表达水平,从而筛选最佳干扰时间。3.取对数生长期PC12细胞,分为空白对照组(正常PC12细胞)、溶剂对照组(转染试剂对照)、阴性对照组(空白质粒对照)、阳性对照组(100nmol/L mGluR1-siRNA)、麦芽酚铝染毒组(200μmol/L麦芽酚铝)和染铝+siRNA组(100nmol/L mGluR1-siRNA+200μmol/L麦芽酚铝),染毒时间为24h。采用实时荧光定量PCR法测定各组PC12细胞PKC及NMDAR各亚基的mRNA表达水平;采用Western Blot法测定各组PC12细胞PKC及NMDAR各亚基的蛋白表达水平;采用ELISA法测定各组PC12细胞PKC酶活性。结果:第一部分:1.mGluR1激动和拮抗对染铝PC12细胞PKC表达的影响:(1)mGluR1激动和拮抗对染铝PC12细胞PKC mRNA表达的影响:与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组、染铝+激动剂组和染铝+抑制剂组的PKC mRNA表达分别下降39%、45%和38%(均P<0.05)。(2)mGluR1激动和拮抗对染铝PC12细胞PKC蛋白表达的影响:与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组、染铝+激动剂组和染铝+抑制剂组的PKC蛋白表达分别下降39%、48%和51%(均P<0.05)。(3)mGluR1激动和拮抗对染铝PC12细胞PKC酶活性的影响:麦芽酚铝染毒组和染铝+抑制剂组的PKC酶活性低于空白对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。相对于麦芽酚铝染毒组,染铝+激动剂组PC12细胞PKC酶活性上调116%(P<0.05)。2.mGluR1激动和拮抗对染铝PC12细胞NMDAR表达的影响:(1)mGluR1激动和拮抗对染铝PC12细胞NMDAR mRNA表达的影响:与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组和染铝+激动剂组的NMDAR1 mRNA表达分别下降了21%和32%(P<0.05);与麦芽酚铝染毒组比较,染铝+抑制剂组的NMDAR1 mRNA表达上调(P<0.05),差异有统计学意义。麦芽酚铝染毒组、染铝+激动剂组和染铝+抑制剂组的NMDAR2A mRNA表达相比于空白对照组分别下降了38%、31%和35%(P<0.05)。对NMDAR2B来说,与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组、染铝+激动剂组和染铝+抑制剂组的NMDAR2B mRNA表达分别下降了26%、32%和60%(P<0.05);与麦芽酚铝染毒组比较,染铝+抑制剂组的NMDAR2B mRNA表达下调(P<0.05),差异有统计学意义。(2)mGluR1激动和拮抗对染铝PC12细胞NMDAR蛋白表达的影响:与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组和染铝+激动剂组的NMDAR1蛋白表达均下降了31%(P<0.05);与麦芽酚铝染毒组比较,染铝+抑制剂组的NMDAR1蛋白表达上调36%(P<0.05),差异有统计学意义。麦芽酚铝染毒组、染铝+激动剂组和染铝+抑制剂组的NMDAR2A蛋白表达相比于空白对照组分别下降了41%、39%和36%(P<0.05)。对NMDAR2B来说,与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组和染铝+抑制剂组的NMDAR2B蛋白表达分别下降了46%和56%(P<0.05);与麦芽酚铝染毒组比较,染铝+激动剂组的NMDAR2B蛋白表达上调(P<0.05)。第二部分:1.干扰序列和干扰时间的筛选:与空白对照组相比,3组序列沉默效率分别为59%、39%、73%,003-siRNA沉默效果最佳;mGluR1-siRNA转染PC12细胞12h、24h、36h、48h后mGluR1 mRNA和蛋白表达均下降,基因沉默效率分别达到29%、72%、63%、50%,在转染后24h到36h基因沉默效果达到最佳,蛋白表达水平分别下降22%、51%、66%、58%,在转染后36h mGluR1蛋白表达量最低。2.mGluR1-siRNA干扰对染铝PC12细胞PKC表达的影响(1)mGluR1-siRNA干扰对染铝PC12细胞PKC mRNA表达的影响:与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组和染铝+siRNA组的PKC mRNA表达分别下降30%和32%(均P<0.05)。(2)mGluR1-siRNA干扰对染铝PC12细胞PKC蛋白表达的影响:与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组和染铝+siRNA组的PKC蛋白表达分别下降28%和29%(均P<0.05)。(3)mGluR1-siRNA干扰对染铝PC12细胞PKC酶活性的影响:阳性对照组、麦芽酚铝染毒组和染铝+siRNA组的PKC酶活性低于空白对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。阳性对照组的PKC酶活性高于麦芽酚铝染毒组,而染铝+siRNA组PKC酶活性同麦芽酚铝染毒组相比下调29%(P<0.05)。3.mGluR1-siRNA干扰对染铝PC12细胞NMDAR表达的影响:(1)mGluR1-siRNA干扰对染铝PC12细胞NMDAR mRNA表达的影响:与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组的NMDAR1 mRNA表达下降了32%(P<0.05);与麦芽酚铝染毒组比较,染铝+siRNA组的NMDAR1 mRNA表达上调(P<0.05),差异有统计学意义。麦芽酚铝染毒组和染铝+siRNA组的NMDAR2A mRNA表达相比于空白对照组分别下降了28%和33%(P<0.05)。对NMDAR2B来说,与空白对照组相比,阳性对照组、麦芽酚铝染毒组和染铝+siRNA组的NMDAR2B mRNA表达分别下降了13%、33%和47%(P<0.05);阳性对照组的NMDAR2B的mRNA表达高于麦芽酚铝染毒组,而染铝+siRNA组的NMDAR2B mRNA表达相对于麦芽酚铝染毒组下调21%(P<0.05),差异有统计学意义。(2)mGluR1-siRNA干扰对染铝PC12细胞NMDAR蛋白表达的影响:与空白对照组相比,麦芽酚铝染毒组的NMDAR1蛋白表达下降了26%(P<0.05),阳性对照组的NMDAR1的蛋白表达高于空白对照组(P<0.05);与麦芽酚铝染毒组比较,染铝+siRNA组的NMDAR1蛋白表达上调(P<0.05),差异有统计学意义。麦芽酚铝染毒组和染铝+siRNA组的NMDAR2A蛋白表达相比于空白对照组分别下降了30%和34%(P<0.05)。对NMDAR2B来说,与空白对照组相比,阳性对照组、麦芽酚铝染毒组和染铝+siRNA组的NMDAR2B蛋白表达分别下降了22%、31%和47%(P<0.05);染铝+siRNA组的NMDAR2B蛋白表达相对于麦芽酚铝染毒组下调23%(P<0.05),差异有统计学意义。结论:1.麦芽酚铝可以抑制PC12细胞的PKC和NMDAR各亚基的mRNA和蛋白表达。2.麦芽酚铝可通过mGluR1调节NMDAR表达和PKC酶活性。3.mGluR1对NMDAR的调节主要作用于NMDAR1和NMDAR2B。综上,铝可能通过mGluR1调节PKC酶活性进一步调控NMDAR的NMDAR1和NMDAR2B的表达,进而影响学习记忆。