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帕金森病(PD)是第二大常见的神经退行性疾病,以静止性震颤、肌肉强直、运动迟缓、姿势,步态异常为临床表现,其病理特征主要是黑质(Substantia nigra,SN)多巴胺能神经元的缺失和路易小体的出现。目前认为,虽然蛋白质异常聚积、炎症、细胞凋亡、铁异常聚积、氧化应激等可能参与PD的发病,但其确切病因和机制至今仍不清楚。近来的研究发现,PD的发病与脑内小胶质细胞激活介导的炎症反应以及黑质(SN)铁的异常聚积有关。少突胶质细胞是由少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte precursor cell,OPC)分化而来,是脑内参与髓鞘生成的细胞。成熟的少突胶质细胞是大脑中含铁量最多的细胞,铁是少突胶质细胞形成髓鞘的必要条件,因此少突胶质细胞与PD铁聚积有着极其密切的联系。人类少突胶质细胞中的铁转入过程是由转铁蛋白受体1(Transferrin receptor 1,TfR1)介导的,转出过程由铁转运蛋白1(Ferroportin 1,FPN1)介导。有研究报道,肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor,TNF-α)和白细胞介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)的含量在PD患者脑脊液中明显升高,这表明脑内炎症与PD发病密切相关。帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是第二大常见的神经退行性疾病,以静止性震颤、肌肉强直、运动迟缓、姿势,步态异常为临床表现,其病理特征主要是黑质(Substantia nigra,SN)多巴胺能神经元的缺失和路易小体的出现。目前认为,虽然蛋白质异常聚积、炎症、细胞凋亡、铁异常聚积、氧化应激等可能参与PD的发病,但其确切病因和机制至今仍不清楚。近来的研究发现,PD的发病与脑内小胶质细胞激活介导的炎症反应以及SN铁的异常聚积有关。少突胶质细胞是由少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte precursor cell,OPC)分化而来,是脑内参与髓鞘生成的细胞。铁是少突胶质细胞形成髓鞘的必要条件,因此少突胶质细胞与PD铁聚积有着极其密切的联系。人类少突胶质细胞中的铁转入过程是由转铁蛋白受体1(Transferrin receptor 1,TfR1)介导的,转出过程由铁转运蛋白1(Ferroportin 1,FPN1)介导。有研究报道,肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor,TNF-α)和白细胞介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)的含量在PD患者脑脊液中明显升高,这表明脑内炎症与PD发病密切相关。本实验室前期研究表明,TNF-α和IL-1β作用于神经元可引起铁转入蛋白二价金属离子转运蛋白1(Divalent metal transporter 1,DMT1)和铁调节蛋白1(Iron regulatory protein 1,IRP1)的表达升高,而FPN1的表达降低,从而引起神经元内铁的聚积。白细胞介素6(Interleukin-6,IL-6)能诱导小胶质细胞内DMT1和IRP1的表达增加,而FPN1的表达减少,从而导致小胶质细胞铁的积累,铁在小胶质细胞中的积累又会增强激活的小胶质细胞释放更多的促炎细胞因子,从而形成恶性循环,增加SN的炎症反应与铁的聚积。但是,促炎细胞因子是否影响少突胶质细胞的铁代谢目前尚不清楚。因此,本研究将探讨促炎细胞因子IL-1β对少突胶质细胞铁代谢的影响及机制,为PD中的神经炎症和铁代谢异常之间的相互作用提供实验依据。本研究中我们应用CCK8检测MO3.13少突胶质细胞的细胞活力,应用western blot技术观察铁相关蛋白的表达情况,应用ELISA检测铁调素(Hepcidin)的水平,应用激光共聚焦显微镜结合Calcein技术动态观察MO3.13少突胶质细胞的铁转入情况。结果如下:1.4-b-佛波醇-12-豆蔻酸-13-乙酸酯(4-b-phorbol-12-myristate-13-acetate,PMA)处理未分化的MO3.13少突胶质细胞7 d后,与对照组相比,IRP1与TfR1的表达明显降低(*P<0.05,n=5)。2.30 ng/m L的IL-1β作用于未分化的MO3.13少突胶质细胞24 h后,与对照组相比,IRP1和TfR1的表达显著升高(*P<0.05,n=7),但FPN1的表达却明显降低(*P<0.05,n=7)。3.10 ng/m L和30 ng/m L的IL-1β作用于未分化的MO3.13少突胶质细胞24 h后,Hepcidin的表达无显著变化(P>0.05,n=6)。4.10 ng/mL和30 ng/mL的IL-1β作用于未分化的MO3.13少突胶质细胞24 h后,与对照组相比,细胞的铁转入速率明显高于对照组(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n=10)。5.30 ng/m L的IL-1β作用于分化的MO3.13少突胶质细胞24 h后,与对照组相比,IRP1和TfR1的表达显著降低(*P<0.05,n=7),但FPN1的表达却明显升高(*P<0.05,n=7)。6.10 ng/m L和30 ng/mL的IL-1β作用于分化的MO3.13少突胶质细胞24 h后,Hepcidin的表达无显著变化(P>0.05,n=6)。7.10 ng/m L和30 ng/m L的IL-1β作用于分化的MO3.13少突胶质细胞24 h后,与对照组相比,细胞的铁转入速率显著低于对照组(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,n=10)。上述结果表明,分化的MO3.13少突胶质细胞与未分化的MO3.13少突胶质细胞相比,铁转入蛋白TfR1表达降低,其机制可能与IRP1的表达下调有关;IL-1β能引起未分化的MO3.13少突胶质细胞铁转入蛋白TfR1表达升高,铁转入功能增强,铁转出蛋白FPN1表达降低,其机制可能与IRP1的表达上调有关;IL-1β能引起分化的MO3.13少突胶质细胞铁转入蛋白TfR1表达降低,铁转入功能降低,铁转出蛋白FPN1表达升高,其机制可能与IRP1的表达下调有关。在未分化成熟的少突胶质细胞中,IL-1β激活IRP1,进而增加铁的转入减少铁的转出,铁不断的积累,逐渐分化为成熟的少突胶质细胞。我们推测,成熟的少突胶质细胞对铁的需求减少,不再摄取更多的铁,但它们已聚集了大量的铁,在IL-1β的作用下,铁的释放增加,如果这些铁被神经元摄取,将引发一系列的级联反应,造成神经元的损伤。该研究为少突胶质细胞参与PD发病,为PD神经炎症与铁代谢异常的相互作用提供了实验依据。