CXC趋化因子受体7对氧糖剥夺/复氧损伤神经细胞的影响

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研究背景:脑卒中是全球神经系统发病率和死亡率均位居前位的疾病之一,约占全球死亡人数的10%。有研究表明,脑卒中的发生率正在逐渐增加,全球脑卒中的终生风险可达24.9%,其中缺血性卒中(Ischemic stroke,IS)的发病风险明显高于出血性卒中。缺血性脑卒中是由多种原因造成的脑供血的突然减少进而引起一系列的病理改变,最终造成人脑功能障碍的一种疾病,由于其高致残与高致死率,引起全球广泛关注。CXC趋化因子受体7(CXCR7)为具有7次跨膜结构的非典型趋化因子受体(Atypical chemokine receptors,ACKRs)家族中的一员,是趋化因子12(CXCL12)的受体之一,且其与CXCL12的亲和力明显高于CXCL12另一个受体CXC趋化因子受体4(CXCR4)。虽然,CXCR7具有7次跨膜结构,与典型的G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors,GPCR)的保守结构域具有同源性,但是其与典型的GPCR不同,由于CXCR7缺乏可以用于与Gi蛋白偶联以及用于信号传导的功能域,所以其无法通过Gi蛋白诱导细胞信号转导,而是作为配体的清道夫受体发挥功能。大脑神经元细胞是参与脑部细胞间信号传导的高度特化细胞,是中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)中含量最丰富以及功能最重要的细胞种类之一。研究证明,脑部神经元中可以检测到CXCR7的表达。然而,就缺血性脑卒中而言,神经元中CXCR7的作用和机制目前尚不完全清楚,CXCR7通过何种信号通路发挥作用有待进一步研究。目的:探讨氧糖剥夺/复氧(OGD/R)对人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)中CXCR7表达的影响,阐明CXCR7对OGD/R诱导SH-SY5Y细胞周期、凋亡、毒性及增殖能力的作用及与丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT)信号通路的关系,为进一步阐明探究CXCR7在缺血性脑卒中发生发展中的作用和机制提供实验基础。材料和方法:1.构建表达CXCR7基因与对照组的重组慢病毒载体,感染SH-SY5Y细胞,嘌呤霉素筛选出稳定表达CXCR7的细胞系SH-SY5Y-CXCR7和重组慢病毒对照组细胞系SH-SY5Y-NC,提取细胞总蛋白和RNA,采用蛋白质免疫印迹实验(Western Blot)检测CXCR7蛋白表达,实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)检测CXCR7 mRNA转录水平的表达。2.在SH-SY5Y细胞中构建OGD/R模型,通过流式细胞术与Western Blot检测CXCR7蛋白表达,流式细胞术检测细胞周期改变。3.在慢病毒感染成功的细胞中再次构建OGD/R模型,Western Blot检测AKT信号通路表达、细胞周期与细胞凋亡相关蛋白表达,流式细胞术用于检测细胞周期与细胞凋亡,乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒检测细胞LDH释放情况,细胞增殖与活性检测试剂盒(Cell Counting Kit 8,CCK-8)检测细胞增殖能力。4.合成靶向CXCR7编码基因的小干扰RNA,转染SH-SY5Y细胞,48 h后采用Western Blot检测靶细胞中CXCR7蛋白的表达。在si-RNA干扰CXCR7表达后再次构建OGD/R模型,Western Blot检测AKT信号通路表达、细胞周期与细胞凋亡相关蛋白表达,流式细胞术用于检测细胞周期与细胞凋亡,LDH试剂盒检测LDH释放情况,CCK-8检测细胞增殖能力。两两比较采用LSD-t检验。结果:1.CXCR7过表达慢病毒感染SH-SY5Y细胞成功后,在SH-SY5Y-CXCR7细胞中成功检测到CXCR7表达增加。2.氧糖剥夺6 h/复氧24 h处理后,SH-SY5Y细胞中CXCR7蛋白表达降低,细胞周期阻滞在G0/G1期。3.慢病毒过表达CXCR7后再次构建氧糖剥夺6 h/复氧24 h,细胞周期阻滞在G0/G1期减少,细胞凋亡未发生明显改变,LDH释放减少,细胞增殖能力在第三天明显增加,AKT信号通路激活。4.si-RNA干扰CXCR7表达后再次构建氧糖剥夺6 h/复氧24 h模型,细胞周期在G0/G1期阻滞增加,细胞凋亡未发生明显改变,LDH释放增加,细胞增殖能力在第三天与第四天均明显降低,AKT信号通路抑制。结论:1.OGD/R可使SH-SY5Y细胞中CXCR7表达降低。2.CXCR7可能通过AKT信号通路的磷酸化影响OGD/R后SH-SY5Y细胞周期与增殖能力,参与调节神经元功能,对缺氧引起的神经细胞损伤产生一定程度的保护作用。
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