1-溴丙烷致中毒性周圍神經病的分子機制研究

《1-溴丙烷致中毒性周圍神經病的分子機制研究》是依託山東大學，由趙秀蘭擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：1-溴丙烷致中毒性周圍神經病的分子機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：趙秀蘭
• 依託單位：山東大學

中文摘要

1-溴丙烷作為臭氧層消耗物質（ODS）的主要替代劑，生產和使用量逐年上升，暴露人群迅速擴大，1-溴丙烷可致人體和動物感覺運動型周圍神經病，發病機制不明。中毒動物坐骨神經中蛋白泛素化和26S蛋白酶體類胰蛋白酶活性明顯升高，提示泛素化和降解過程的激活。先前的研究顯示細胞骨架蛋白是環境神經毒性化合物的敏感分子靶點，中毒動物的神經組織中表現為含量降低，推測這種降低源於泛素依賴的蛋白酶體降解系統（UPS）的激活。本課題擬從整體動物和培養細胞二個層次，研究神經系統中UPS和細胞骨架蛋白的相互作用，1-溴丙烷對26S蛋白酶體三種蛋白水解酶活性、各催化亞基β1、β2、β5和調節亞基的含量、泛素連線酶E3的功能及含量變化，結合細胞骨架蛋白的改變，闡明1-溴丙烷中毒性周圍神經病的分子機制；觀察蛋白酶體抑制劑的干預效果，為預防和篩選治療藥物提供可靠的理論依據；並為我國職業接觸限制的建立提供基礎數據。

結題摘要

1-溴丙烷作為重要的化工原料、以及臭氧層消耗物質和可疑致癌乾洗劑的替代劑套用廣泛。全球範圍內1-溴丙烷需求量持續增長，中國是1-溴丙烷的主要生產國。1-溴丙烷具有神經毒性，其職業中毒是我國新增的法定職業病之一，但1-溴丙烷神經中毒缺乏有效的治療措施，我國也尚無1-溴丙烷的職業接觸限值， 故研究1-溴丙烷的神經毒性十分必要。由於報導的動物實驗神經毒性研究結果不完全一致，我們首先建立了1-溴丙烷周圍神經損傷和中樞神經損傷的大鼠中毒模型，並在整體動物水平對其神經毒性的機制和干預進行了系統研究。研究發現1-溴丙烷進入體內導致神經組織氧化應激，基準劑量（BMD）和BMDL計算結果顯示大腦GSH/GSSG比值是1-溴丙烷CNS神經毒性最敏感的效應指標。1-溴丙烷中毒動物神經組織UPS活性升高，可能與其神經毒性發生相關，採用UPS抑制劑MG132進行干預實驗，但在實驗劑量下未觀察到預期的作用。繼續研究發現，1-溴丙烷進入體內導致Nrf2和NF-κB活化。結果顯示Nrf2激活可能是一種代償機制，而NF-κB通路的激活可能參與了1-溴丙烷神經毒性的發生。1-溴丙烷暴露後，動物大腦組織胞漿NF-κB和核轉位顯著增加，星形膠質細胞和小膠質細胞大量活化，腦內炎性介質增高，神經元凋亡，以上指標均呈劑量依賴性變化。採用DHA和PDTC抑制炎症、阻斷NF-κB活化，能明顯抑制星形膠質細胞細胞和小膠質細胞活化，降低腦內炎性介質，減少神經元凋亡和丟失，並明顯改善1-溴丙烷導致的實驗動物認知功能障礙。在1-溴丙烷周圍神經損傷大鼠的運動皮質，也觀察到大量過度活化的星形膠質細胞和小膠質細胞，神經元數目減少明顯。1-溴丙烷染毒前給予自由劑清除劑依達拉奉，明顯減輕實驗動物周圍神經損傷，並伴隨著活化星形膠質細胞和小膠質細胞、神經元丟失的明顯減少。總之，研究提示大腦氧化還原失衡是1-溴丙烷神經毒性的早期事件，氧化應激激活NF-κB啟動並形成腦內自我促進的炎性反應惡性循環是介導1-溴丙烷神經毒性的關鍵事件。NF-κB是干預1-溴丙烷神經毒性的關鍵作用靶點，阻斷NF-κB活化及其上游事件能有效控制大腦炎性反應，減輕1-溴丙烷對中樞和周圍神經系統的損傷。NF-κB與上下游事件的確切作用模式、人群干預及臨床治療適用的干預劑仍需繼續深入探討。