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目的通过体外PC12细胞染锰实验,测定对照组、不同浓度锰处理组及抑制剂作用组cAMP-PKA-CREB信号转导通路相关蛋白及其下游凋亡蛋白的表达情况,探讨cAMP-PKA-CREB信号通路在锰致神经毒性作用的潜在机制。方法将体外培养的PC12细胞通过不同浓度的MnCl224H20溶液(0、100、200、300、400、500、600、700、800、900 μM)处理 24 小时后,在倒置相差显微镜下观察细胞形态,经MTT法测定其存活率,确定PC12细胞染锰浓度为:对照组(0μM),低剂量锰处理组(400μM),中剂量锰处理组(5000μM)和高剂量锰处理组(600μM);此外设置一组抑制剂作用组:PC12细胞用浓度为10. 0μ M的咯利普兰(Rolipram)预先处理1小时,随后给予500 μ M的MnCl2·4H2O处理24小时,收集对照组、各个锰处理组及抑制剂组的PC12细胞,然后采用Annexin V-FITC细胞凋亡试剂盒检测其凋亡率,采用ELISA试剂盒检测细胞内cAMP-PKA-CREB信号通路相关蛋白cAMP、pCREB和BDNF蛋白表达水平,western blot 测定细胞内 cAMP-PKA-CREB信号通路相关蛋白PDE4和PKA的蛋白含量以及凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达水平。结果:1.当染锰浓度等于或高于300 μM时,随着染锰浓度的升高,PC12细胞存活率显著下降(P<0. 05)。与对照组相比,低剂量、中剂量以及高剂量锰处理组PC12细胞存活率显著降低(P<0. 05)。不同浓度的锰可以引起PC12细胞不同程度的损伤以及形态学的变化。2.随着染锰浓度的增高,cAMP-PKA-CREB信号转导通路相关蛋白表达水平显著改变。其中:cAMP、PKA、pCREB和BDNF蛋白含量随着染锰浓度的升高显著降低(P<0. 05);与之相反,PDE4蛋白表达水平随着染锰浓度的升高显著增加(P<0. 05)。3.随着染锰浓度的升高,凋亡相关蛋白表达水平显著改变。其中:促凋亡蛋白Bax含量随着锰处理浓度的升高而显著增加(P<0. 05);抗凋亡蛋白Bcl-2含量随着染锰浓度的增加而显著降低(P<0. 05)。4.抑制剂Rolipram预先处理细胞一小时后,可以显著改变cAMP-PKA-CREB信号转导通路相关蛋白及其下游凋亡蛋白的表达水平。在cAMP-PKA-CREB信号通路中,与中剂量锰处理组(500 μ M)相比,抑制剂组cAMP、PKA、pCREB和BDNF蛋白含量显著上升(P<0.05),PDE4蛋白表达水平显著降低(P<0.05);在凋亡蛋白中,抑制剂组的促凋亡蛋白Bax含量显著低于中剂量锰处理组(P<0.05),而抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平显著高于中剂量染锰组(P<0.05)。5.随着染锰浓度的升高,PC12细胞凋亡率显著上升。与对照组相比,随着锰暴露浓度升高,不同浓度锰处理组细胞凋亡率增加(P<0. 05)。与中剂量锰处理组相比,用Rolipram预先处理一小时后的抑制剂组细胞凋亡率下降(P<0.05)。结论:1.染锰可导致体外培养的PC12细胞形态改变,引起细胞不同程度的损伤,并降低细胞的存活率。染锰也可以导致体外培养的PC12细胞凋亡。抑制剂作用后可以降低PC12细胞凋亡水平。2.锰可以影响cAMP-PKA-CREB信号转导通路相关蛋白的含量,并改变其下游凋亡蛋白的表达水平。3.抑制剂通过改善cAMP-PKA-CREB信号通路相关蛋白的表达以及凋亡蛋白的含量,从而减轻锰所致的细胞毒性作用。4. cAMP-PKA-CREB信号转导通路可能在锰致PC12细胞凋亡中发挥了重要作用。