[背景]铝(Al)可对神经元以及突触功能造成不可逆的损伤,其机制可能与糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)调控动力相关蛋白1(DRP1)使线粒体损伤,致神经元突起生长抑制有关.[目的]探讨GSK-3β 调控DRP1在Al致原代海马神经元突起生长抑制中的作用.[方法]取出生24 h以内的乳鼠海马提取神经元进行原代培养.培养至第6天,采用免疫荧光鉴定神经元纯度;培养至第10天,选择生长状态良好的神经元进行Al染毒以及GSK-3β抑制剂SB216763(SB)干预,实验分组为空白对照组、二甲基亚砜(DMSO)组、Al组(20μmol·L-1)、SB组(1 μmol·L-1)、SB(1 μmol·L-1)+Al(20 μmol·L-1)组.在干预原代海马神经元48 h后,采用CCK-8法检测神经元细胞活力,透射电子显微镜观察原代海马神经元线粒体形态,激光共聚焦成像对原代海马神经元进行扫描并分析其突起总长度,Sholl分析其复杂程度.采用蛋白印迹法检测原代海马神经元磷酸化GSK-3β、GSK-3β、DRP1蛋白表达水平.[结果]免疫荧光结果显示原代神经元的纯度大于90％.经Al染毒及SB干预48 h后,与空白对照组相比,DMSO组和SB组细胞存活率无明显差异(P＞0.05),Al组明显降低(P=0.006);SB+Al组细胞存活率与Al组相比没有明显差异(P＞0.05).与空白对照组相比,DMSO组和SB组神经元平均突起总长无明显差异(P＞0.05),Al组明显减少(P＜0.001);SB+Al组神经元平均突起总长度明显高于Al组(P=0.001).在距胞体130 μm以内,各组神经元的交叉点个数均随突起距离的增加而增加.在距胞体130 μm以上,各组神经元的交叉点个数均随突起距离的增加而逐渐减少.在距胞体130、310 μm处,与空白对照组相比,DMSO组与SB组神经元交叉点个数无明显差异(P＞0.05),Al组明显减少(P＜0.05);SB+Al组神经元交叉点个数与Al组无明显差异(P＞0.05).空白对照组线粒体结构完整,嵴清晰可见;DMSO组与SB组线粒体结构未见明显变化;Al组线粒体有明显破裂甚至成空泡化,嵴结构消失;SB+Al组与Al组相比嵴结构更清晰.各组间GSK-3β磷酸化水平差异具有统计学意义(F=45.841,P＜0.001).与空白对照组相比,DMSO组GSK-3β磷酸化水平无明显差异(P＞0.05),SB组明显增加(P=0.022),Al组明显减少(P＜0.001);SB+Al组GSK-3β磷酸化水平明显高于Al组(P＜0.001).各组间DRP1蛋白水平差异具有统计学意义(F=8.389,P=0.003).与空白对照组相比,DMSO组和SB组DRP1蛋白水平无明显差异(P＞0.05),Al组升高(P=0.001);SB+Al组DRP1蛋白水平明显低于Al组(P=0.029).[结论]Al可能通过激活GSK-3β,增加DRP1蛋白水平,致神经元线粒体损伤,进而抑制神经元突起生长.

铝;神经元;突起;线粒体;糖原合成酶激酶-3β;动力相关蛋白1

李萌;卢丽媛;贺小玉;向长鑫;蔡小亚;张慧芳

山西医科大学公共卫生学院,山西太原030001

环境与职业医学

[1]李萌;卢丽媛;贺小玉;向长鑫;蔡小亚;张慧芳-.GSK-3β调控 DRP1在铝致原代海马神神经元突起生长抑制中的作用)[J].环境与职业医学,2022(10):1095-1101

SB+Al

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