自噬对氧化应激引起的脊髓神经元细胞损伤的作用及其机制

摘要 : 氧化应激是脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)后脊髓神经元细胞继发性损伤的重要机制, 但是如何缓解氧化应激目前仍然不明确。该文培养SD(Sprague Dawley)大鼠原代脊髓神经元细胞, 使用不同浓度的H2O2作用于神经元细胞12 h后, Western blot检测LC3-II、Beclin-1和P62蛋白质水平变化, 分析自噬水平, 电镜和绿色荧光蛋白标的记微管相关蛋白轻链3(green fluorescent proteinmicrotubule-associated protein 1 light chain 3, GFP-LC3)转染观察自噬的数量。ATG5 siRNA转染抑制自噬和雷帕霉素(rapamycin)促进细胞自噬, 并使用CCK-8和TUNEL(terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling)染色分析自噬对氧化应激下神经元细胞的作用。
    结果显示, 随着H2O2浓度增加, LC3-II和Beclin-1蛋白质水平显著升高, 而P62蛋白质水平显著下降(P<0.05)。透射电镜和共聚焦观察发现, 10、50 μmol/L H2O2可以增加神经元细胞中自噬体的数量。与对照组比较, H2O2明显抑制神经元细胞的活力(P<0.05), ATG5 siRNA抑制自噬水平后, H2O2作用下的细胞活力进一步下降, 而雷帕霉素促进自噬后却可以提高细胞的活力(P<0.05)。TUNEL和膜联蛋白V/PI(annexin V/PI)染色结果发现, 雷帕霉素可以抑制H2O2引起的神经元细胞凋亡(P<0.05)。该研究结果提示, 脊髓神经元细胞处于氧化应激状态下时, 自噬代偿性激活并保护神经元细胞。