《自噬與凋亡在PBDE-47神經毒性中的作用研究》是依託華中科技大學，由王愛國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自噬與凋亡在PBDE-47神經毒性中的作用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王愛國
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
PBDE-47是一種新型POPs，對神經系統的發育毒性及其對兒童智力的影響已受到高度重視，但其神經毒性作用機制仍不清楚。我們前期研究結果提示，凋亡是PBDE-47產生神經毒性的關鍵因素之一，但在其導致的神經毒性中，除凋亡外還有其它機制參與。作為另一種細胞程式性死亡方式的自噬是否參與PBDE-47所致的神經毒性及其與凋亡的關係尚未見報導。本項目擬從細胞培養、動物染毒和人群調查等途徑，採用PET、siRNA、質粒轉染等方法，在不同時間點研究不同劑量PBDE-47對動物神經行為、腦形態、糖代謝、線粒體功能、氧化應激、凋亡和自噬的影響。通過增強、抑制自噬和拮抗凋亡通路，探討線粒體凋亡信號通路和自噬信號通路在PBDE-47神經毒性中的作用以及凋亡和自噬兩條通路之間的串話，從而進一步闡明PBDE-47神經毒性的分子機制，為尋找PBDEs神經毒性的早期效應生物學標誌和阻斷其神經毒作用發生髮展提供新思路。
結題摘要
新型持久性有機污染物PBDE-47在嬰幼兒體內的高負荷對人類發展的潛在影響已引起高度關注，但對其神經毒性作用的發生機制知之甚少。本項目採用先進的分子生物學技術和方法，重點圍繞自噬和凋亡信號通路開展了PBDE-47神經毒性作用及其機制的研究。主要研究結果：（1）PBDE-47可在不同時點和不同劑量水平上引起PC12細胞和SH-SY5Y細胞自噬囊泡和自噬體數量增加，激活自噬上游AMPK-ULK1通路，導致自噬相關蛋白Beclin1、LC3和p62蛋白表達增強，在誘導自噬體形成的同時又抑制自噬體的降解。（2）PBDE-47增強凋亡相關蛋白Cleaved caspase-3、PARP和cytochrome c以及內質網應激（ERS）標誌分子GRP78、IRE1和CHOP等表達，通過ERS偶聯線粒體介導神經細胞凋亡。（3）抑制自噬體生成或降解可緩解PBDE-47所致的細胞凋亡，誘導自噬則可加劇PBDE-47引起的細胞凋亡；抗氧化和抗凋亡可緩解PBDE-47所引起的自噬體蓄積，PBDE-47誘導的凋亡與自噬之間存在相互作用。（4）PBDE-47可引起胞外Ca2+內流增加導致細胞[Ca2+]i早期且持續升高，致使ΔΨm下降及cytochrome c從線粒體轉移到胞漿，激活線粒體信號通路而誘導細胞凋亡。（6）腫瘤抑制基因p53在PBDE-47染毒的SH-SY5Y細胞中被活化，但p53 mRNA轉錄水平的增高尚不能確定是其啟動子區的去甲基化所致。（7）ERS介導的自噬和凋亡失調參與PBDE-47染毒大鼠海馬組織損傷所致的學習記憶能力降低，減輕ERS可改善大鼠的學習記憶能力。（8）PBDE-47影響大鼠甲狀腺和卵巢組織ERS、凋亡和自噬相關蛋白的表達水平，ERS通過調節凋亡和自噬過程而介導PBDE-47致甲狀腺和卵巢組織的損傷。（9）高氟誘導SH-SY5Y細胞損傷的機制可能是通過胞內鈣庫的釋放提高[Ca2+]i水平，從而促使ROS的產生，二者共同對細胞產生毒性作用。(10)高氟誘導的發育大鼠神經毒性與低葡萄糖代謝水平以及神經退行性變化之間存在關聯，對睪丸組織的損傷與睪丸組織產生ERS及炎症反應有關。（11）高氟地區兒童血漿蛋白表達譜發生了改變，長期攝入過量氟對兒童智力的影響與COMT基因多態性存在關聯。以上研究結果為進一步闡明PBDE-47和氟化物的神經毒性作用機制提供了有價值的線索。
