鞣花酸通过调控星形胶质细胞Nrf2信号通路保护鱼藤酮诱导的多巴胺能神经元损伤

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目的:研究鞣花酸(Ellagic acid,EA)对鱼藤酮(Rotenone,ROT)诱导的多巴胺(dopamine,DA)能神经元损伤的保护作用并探究其可能机制。方法:1.动物实验:选取雄性野生型c57小鼠随机分为5组(n=6),包括:空白组,EA(100 mg/kg)组,ROT(1 mg/kg)组,ROT+EA(20 mg/kg)组和ROT+EA(100 mg/kg)组。每周连续六次给小鼠颈背部皮下注射ROT,连续五周,同时对小鼠进行EA灌胃给药。旷场实验和转棒实验检测小鼠运动功能改变,免疫组织化学和Western Blot实验检测DA能神经元标志物酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)的表达,Real-time RT-PCR和Western Blot实验检测小鼠中脑核因子E2相关因子2(Nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2)、血红素加氧酶-1(Heme oxygenase-1,HO-1)和NADPH醌氧化还原酶1(NADPH quinone oxidoreductase 1,NQO1)的mRNA水平以及蛋白表达。2.细胞实验:采用BV-2小胶质细胞系,C6星形胶质细胞系以及MN9D多巴胺能神经元细胞系,通过transwell建立BV-2细胞与MN9D细胞共培养、C6细胞与MN9D细胞共培养以及MN9D细胞单独培养的三种体系,随机分为5组:空白组,EA(1μM)组,ROT(0.1μM)组,ROT+EA(0.1μM)组和ROT+EA(1μM)组。EA预处理30 min后加入ROT处理24 h后,MTT、免疫荧光和Western Blot实验检测MN9D细胞的活力以及TH的表达,Real-time RT-PCR和Western Blot实验检测C6细胞中Nrf2、HO-1、NQO1的表达,为了进一步研究EA通过何种类型细胞中的Nrf2信号通路产生神经保护,使用Nrf2-siRNA(50nmol/L)沉默星形胶质细胞中Nrf2,将沉默Nrf2的C6细胞与MN9D细胞共培养,EA预处理30 min后再加入ROT,继续培养24 h后,免疫荧光和Western Blot实验检测TH的表达。3.动物实验:使用Nrf2基因敲除型(Nrf2 knockout,Nrf2-/-)小鼠进一步确认EA介导的神经保护依赖于Nrf2的激活,同样随机分为5组(n=6),包括:空白组,EA(100 mg/kg)组,ROT(1 mg/kg)组,ROT+EA(20 mg/kg)组和ROT+EA(100 mg/kg)组。并采取与野生型小鼠相同的给药方式进行给药。旷场实验和转棒实验检测行为学,Western blot检测验证小鼠中Nrf2的敲除率,Real-time RT-PCR和Western Blot实验检测小鼠中脑中HO-1与NQO1的表达,免疫组织化学和Western Blot实验检测Nrf2-/-小鼠中TH的表达。结果:1.在野生型小鼠中,与空白组相比,ROT组小鼠的运动能力显著降低,且中脑DA能神经元损伤明显,但在给予EA高剂量(100 mg/kg)后,小鼠的运动功能相较ROT组明显改善,DA能神经元损伤明显缓解,同时伴随着Nrf2信号通路的激活。2.细胞实验:MTT和细胞免疫荧光实验结果发现,在BV-2细胞与MN9D细胞共培养和MN9D细胞单独培养中,ROT组相较空白组,MN9D细胞的存活率明显减少,在给予EA后,细胞存活率并没有上升;而在C6细胞与MN9D细胞共培养体系中,给予EA高剂量(1μM)后,MN9D细胞的存活率相较ROT组有明显改善,且在星形胶质细胞中发现了Nrf2通路的激活;在沉默Nrf2的C6细胞与MN9D细胞共培养体系中,细胞免疫荧光与Western Blot的实验结果共同显示:Nrf2沉默后,EA对MN9D细胞的保护作用消失。3.在Nrf2-/-小鼠中,通过Nrf2蛋白水平检测验证了敲除效率;在空白组,EA(1μM)组,ROT(0.1μM)组,ROT+EA(0.1μM)组和ROT+EA(1μM)组中,HO-1和NQO1的mRNA和蛋白的表达均没有明显差异;与ROT组相比,在给予EA后,小鼠的运动能力没有得到改善;在免疫组化与Western Blot的实验中,给予EA后,ROT组与ROT+EA组中DA能神经元的损伤也没有明显缓解。结论:EA通过激活星形胶质细胞中Nrf2信号通路对DA能神经元产生保护作用。
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