【摘 要】
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研究背景和目的:重症中暑(Heatstroke)可导致全身血容量不足,进而发生脑缺血、缺氧,引起神经细胞凋亡,导致中枢神经系统损伤甚至衰竭。热打击可引起中枢神经细胞氧化应激损伤,丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases,MAPKs)是细胞内重要的信号转导系统,其三条主要通路为p38MAPK、ERK、JNK,其中p38MAPK途径在神经损伤中被证实发挥主
【基金项目】
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广东省自然科学基金研究团队项目(NO.S2013030013217)
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研究背景和目的:重症中暑(Heatstroke)可导致全身血容量不足,进而发生脑缺血、缺氧,引起神经细胞凋亡,导致中枢神经系统损伤甚至衰竭。热打击可引起中枢神经细胞氧化应激损伤,丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases,MAPKs)是细胞内重要的信号转导系统,其三条主要通路为p38MAPK、ERK、JNK,其中p38MAPK途径在神经损伤中被证实发挥主要作用,且与氧化应激损伤密切相关。MK2是p38的下游蛋白激酶,研究报道p38激活MK2,通过磷酸化HSP27介导细胞骨架重建。在本研究中选用F98细胞(大鼠脑神经胶质瘤细胞)建立热打击模型,研究p38/MK2/HSP27在重症中暑神经系统神经胶质细胞氧化应激损伤的作用机制。主要方法和结果:1.给予F98细胞43℃热打击60 min,在各复温时间点CCK-8试剂盒检测细胞活力、流式细胞仪分析ROS探针荧光强度、Annexin V-FITC/PI染色流式细胞仪检测细胞凋亡及试剂盒测定Caspase-3活性,结果示随复温时间延长,F98细胞活力明显降低,其ROS水平、Caspase-3活性、凋亡数目明显上升;经ROS清除剂(MnTBAP)预处理后上述结果相反。2.相同条件热打击后于不同时间点Western blot检测MAPKs家族活化情况,结果示MAPKs家族的三条主要通路在热打击后均被激活。分别给予MAPKs抑制剂预处理后给予热打击,结果示SB203580预处理组细胞活力升高,ROS水平、细胞凋亡及Caspase-3活性下降,MK2、PRAK磷酸化水平明显受抑;SP600125、PD98059预处理组上述检测指标无明显改变。经p38激活型病毒(Ad-MKK6b(E))转染F98细胞后,同时分别予MK2和PRAK抑制型腺病毒(Ad-MK2(A)和Ad-PRAK(A))共转染,结果示Ad-MK2(A)可抑制Ad-MKK6b(E)引起的细胞活力下降,ROS水平、Caspase-3活性及细胞凋亡率的升高;Ad-PRAK(A)组无此作用,结果表明MK2为p38的下游。应用MK2特异性抑制剂CMPD-1及给予Ad-MK2(A)、Ad-PRAK(A)预处理细胞后给予热打击,结果示CMPD-1及Ad-MK2(A)组细胞活力升高,ROS水平、Caspase-3活性及细胞凋亡率明显下降;Ad-PRAK(A)组无明显变化,结果示在热打击的F98细胞中,MK2为p38的下游分子。3.给予F98细胞相同条件热打击后,Western Blot检测结果示HSP27在热打击复温早期轻度升高,HSP27的3个位点均发生磷酸化,以Ser78位点磷酸化为主。经MAPKs抑制剂预处理后,SB203580组HSP27的三个位点发生磷酸化,但较对照组明显下降;而PD98059组及SP600125组无明显变化。分别应用MK2特异性抑制剂CMPD-1、转染Ad-MK2(A)及Ad-PRAK(A)预处理后,CMPD-1组及转染Ad-MK2(A)组HSP27三个位点Ser15、Ser78、Ser82的磷酸化水平较热打击组明显下降;而Ad-PRAK(A)组则无明显下降,结果示HSP27为MK2的下游。将F98细胞分别转染HSP27磷酸化位点的抑制性突变腺病毒,结果示ADSer78-HSP27组细胞活力增高,ROS水平、Caspase-3活性及细胞凋亡率下降;而 ADSer15-HSP27、ADSer82-HSP27 组无明显变化,结果表明 HSP27-Ser78 位点的磷酸化在介导热打击F98细胞氧化应激损伤中发挥重要作用。结论p38MAPK/MK2/HSP27途径主要通过磷酸化HSP27的Ser78位点调节ROS促进F98细胞凋亡。
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