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新生大鼠缺氧缺血性腦損傷模型中TRPC3 通路介導(dǎo)的神經(jīng)自噬研究

2024-12-31 00:00:00薛梅楊麗樊曉艷李玲錢金明
關(guān)鍵詞:新生兒

【摘 要】目的:探討新生大鼠缺氧缺血性腦損傷模型中TRPC3通路介導(dǎo)的神經(jīng)自噬作用。方法:7日齡Sprague-Dawley(SD)雄性幼鼠隨機(jī)分為4組,每組20只,分別為Sham組、HIBD組、HIBD+Vector組和HIBD+TRPC3組。HIBD+Vector組和HIBD+TRPC3組在誘導(dǎo)HIBD模型前24 h,分別將Vector或TRPC3注射到左側(cè)腦室中。評(píng)估各組幼鼠腦梗死面積、神經(jīng)系統(tǒng)評(píng)分、腦水腫體積、神經(jīng)元凋亡和線粒體自噬。體外將小鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞系(HT22)分為以下6組:Control組、OGD/R組、OGD/R+TRPC3組、OGD/R+NC組、OGD/R+si-Pink1組和OGD/R+TRPC3+si-Pink1組。除Control組外,其他組使用氧氣-葡萄糖剝奪/再灌注(Oxygen-glucose deprivation/reperfusion,OGD/R)方法建立體外腦缺血再灌注模型。通過線粒體膜電位的檢測(cè)線粒體損傷情況。結(jié)果:與Sham組相比,HIBD組和HIBD+Vector組顯示出較大的梗死面積、腦含水量、神經(jīng)學(xué)評(píng)分和神經(jīng)元凋亡(Plt;0.05)。HIBD+TRPC3組的梗死面積、腦含水量、神經(jīng)學(xué)評(píng)分和神經(jīng)元凋亡較HIBD+Vector組明顯降低(Plt;0.05)。與Sham組相比,HIBD組和HIBD+Vector組線粒體自噬相關(guān)蛋白PTEN誘導(dǎo)假定激酶1(PTEN induced putative kinase 1,Pink1)、E3泛素連接酶(Parkin RBR E3 ubiquitin protein ligase,Parkin)和微管相關(guān)蛋白輕鏈3(light chain 3,LC3)Ⅱ的表達(dá)水平增加(Plt;0.05)。與HIBD+Vector組相比,HIBD+TRPC3組Pink1、Parkin和Lc3Ⅱ的表達(dá)水平進(jìn)一步增加(Plt;0.05)。體外實(shí)驗(yàn)顯示,TRPC3上調(diào)可以強(qiáng)烈增加Pink1、Parkin的表達(dá)和Lc3Ⅱ/Lc3Ⅰ比值,以及減少選擇性自噬接頭蛋白(sequestosome-1,p62)的表達(dá)。Pink1沉默可以部分阻止TRPC3對(duì)線粒體自噬的影響。TRPC3上調(diào)增加了健康線粒體的數(shù)量,減少了受損線粒體的數(shù)量,提高了HT-22細(xì)胞的生存率。然而,Pink1沉默阻止了TRPC3對(duì)線粒體功能和增殖能力的恢復(fù)。結(jié)論:TRPC3通過激活Pink1/Parkin通路介導(dǎo)的線粒體自噬,在HIBD早期階段中發(fā)揮了重要的保護(hù)作用。

【關(guān)鍵詞】新生兒;缺血缺氧性腦??;典型的瞬時(shí)受體電位3;線粒體自噬

【中圖分類號(hào)】R722 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【收稿日期】2023-03-06

缺氧缺血性腦損傷(hypoxic-ischemic braindamage,HIBD)是新生兒死亡和神經(jīng)系統(tǒng)殘疾的主要原因[1]。研究這種疾病的發(fā)病機(jī)制并開發(fā)更有效和實(shí)用的治療方案是圍產(chǎn)醫(yī)學(xué)的研究重點(diǎn)。自噬是神經(jīng)元的正常生理過程,阻斷基底自噬會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物模型中的神經(jīng)元死亡[2]。此外,自噬是維持神經(jīng)元平衡的必要條件,在HIBD情況下,適度的線粒體自噬對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有保護(hù)作用[3]。典型的瞬時(shí)受體電位3(transient receptor potential channels 3,TRPC3)作為Ca2+通道,在腦細(xì)胞外間隙、神經(jīng)元和血管平滑肌細(xì)胞中表達(dá)[4]。研究發(fā)現(xiàn),敲除神經(jīng)元TRPC3通道與腦血流受損和神經(jīng)元活動(dòng)的高度瞬間變化相關(guān)[5]。還有研究發(fā)現(xiàn),TRPC3作為線粒體Ca2+負(fù)荷的調(diào)控因子,其激活促進(jìn)過量Ca2+內(nèi)流,導(dǎo)致線粒體內(nèi)膜通透化,進(jìn)而激活線粒體自噬將受損的線粒體清除[6-7]。然而,目前尚不清楚TRPC3介導(dǎo)的線粒體自噬是否參與HIBD病理過程。在本研究中,通過建立新生大鼠HIBD模型,初步研究了TRPC3是否參與了HIBD的病理過程及相關(guān)機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物7日齡Sprague-Dawley(SD)雄性幼鼠購(gòu)自上海西普爾-必凱實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,體質(zhì)量(22±2) g,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證編號(hào):SCXK(上海)2019-005。將大鼠隨機(jī)分為4組,每組20只,分別為Sham組、HIBD組(2只死亡)、HIBD+Vector組(3只死亡)和HIBD+TRPC3組(3只死亡)。所有大鼠置于溫度(22±2)℃、濕度50%~60%,12 h/12 h明暗循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 分組處理 HIBD組、HIBD+Vector組和HIBD+TRPC3組參照文獻(xiàn)方法建立HIBD模型[8],具體操作為:幼鼠用異氟烷完全麻醉(3%~4%用于誘導(dǎo),1%~2%用于維持),并在解剖顯微鏡下,分離左側(cè)頸總動(dòng)脈,用8~0縫線在近端和遠(yuǎn)端結(jié)扎,然后從中間切開以防止血管再生。手術(shù)后,將幼鼠置于37 ℃的暖室中30 min以恢復(fù);隨后,將它們放置在具有37 ℃絕緣墊的低氧室中,并以1 L/min的流速引入純氮?dú)?,以將低氧的氧濃度保持?%。缺氧60 min后,將幼鼠放回母親身邊休息,自由攝取母乳。相比之下,Sham組左側(cè)頸總動(dòng)脈不被結(jié)扎和不暴露于缺氧環(huán)境中,在37 ℃的暖箱中短暫休息后,將幼鼠放回其母親身邊,讓其自由攝取母乳。

通過將TRPC3 cDNA克隆到pcDNA3.1載體(美國(guó)Invitrogen公司)中獲得TRPC3 表達(dá)載體pcDNA3-TRPC3 質(zhì)粒(TRPC3),構(gòu)建的序列經(jīng)DNA測(cè)序驗(yàn)證。HIBD+Vector組和HIBD+TRPC3組在誘導(dǎo)HIBD模型前24 h,將幼鼠麻醉并固定在定位器上,將Hamilton微型注射器插入腦橋后1.0 mm,中線側(cè)2.0 mm,顱骨表面腹側(cè)3.5 mm,將pcDNA3-NC載體(Vector)或TRPC3(20 nmol/L,12 μL)在5 min內(nèi)注射到左側(cè)腦室中。注射前后幼鼠的行為無任何變化。

1.2.2 腦水腫的測(cè)量 HIBD后24 h,幼鼠在麻醉下被安樂死。迅速取出大腦,然后將大腦分為同側(cè)和對(duì)側(cè)半球。立即用電子秤測(cè)量2個(gè)半球的濕重;然后將半球在100 ℃的烤箱中加熱48 h,得到干重。腦含水量的計(jì)算公式:腦含水量(%)=(1-干重/濕重)×100%。

1.2.3 梗死體積分析 采用2,3,5-三苯基氯化四氮唑(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TTC)(美國(guó)Sigma-Aldrich公司)評(píng)估腦梗死面積。HIBD后24 h,幼鼠在麻醉下被安樂死,并收集腦組織。在-20 ℃下冷凍15 min后,取成年大鼠的腦基質(zhì),切成5個(gè)3 mm厚的冠狀切片。采集染色圖像后,用Image J測(cè)量和分析白色梗死區(qū)和紅色非梗死區(qū)的面積。梗死區(qū)的計(jì)算:梗死區(qū)百分比=(右半球尺寸-左半球紅色尺寸)/右半球尺寸×100%。

1.2.4 神經(jīng)系統(tǒng)缺損評(píng)分的評(píng)估 在幼鼠安樂死之前,對(duì)神經(jīng)功能缺損評(píng)分進(jìn)行評(píng)估[8]。0分反映了正常的行為;1分反映了未能完全伸出右前爪;2分表示向右盤旋;3分表示向右跌倒;4分表示缺乏自發(fā)行走和意識(shí)水平低下;5分表示動(dòng)物死亡。課題組在分析中排除了得分為0或5的實(shí)驗(yàn)性幼鼠。

1.2.5 蘇木精和曙紅(HE)染色、TUNEL細(xì)胞凋亡試驗(yàn)和電鏡檢查 HIBD后24 h,用正常生理鹽水+4%多聚甲醛(0.1mol/L磷酸鹽緩沖液,pH 7.4)灌注心肌。將腦組織在上述固定器中放置48 h,嵌入石蠟中,然后切成切片(5 μm),根據(jù)操作手冊(cè)進(jìn)行HE染色。使用光學(xué)顯微鏡觀察海馬組織中神經(jīng)細(xì)胞胞質(zhì)水腫、染色疏松和核固縮情況。對(duì)于TUNEL檢測(cè),將切片與TUNEL檢測(cè)液在37 ℃下孵育1 h,然后根據(jù)TUNEL檢測(cè)法用DAPI對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行染色。在熒光顯微鏡下計(jì)算每組每個(gè)組織的TUNEL 陽(yáng)性核的數(shù)量和細(xì)胞凋亡率。從梗死區(qū)取出皮質(zhì),用2.5% 戊二醛固定。使用JEM-1400PLUS透射電子顯微鏡(日本電子公司)獲得大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞中線粒體周圍自噬體的超結(jié)構(gòu)圖像。

1.2.6 細(xì)胞培養(yǎng)和處理 小鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞系(HT22)來自中國(guó)科學(xué)院上海細(xì)胞生物學(xué)研究所。將HT22細(xì)胞以2×105 個(gè)/孔的密度平均接種于6/96孔板中,用于進(jìn)一步研究。HT22 細(xì)胞在含10% 胎牛血清的Dulbecco’s ModififiedEagle’s Medium(DMEM,美國(guó)Hyclone公司)中培養(yǎng)。將細(xì)胞分為以下6 組:Control 組、OGD/R 組、OGD/R+TRPC3 組、OGD/R+NC組、OGD/R+si-Pink1組和OGD/R+TRPC3+si-Pink1組。除Control組外,其他組使用氧氣-葡萄糖剝奪/再灌注(Oxygen-glucose deprivation/reperfusion,OGD/R)方法,建立體外腦缺血再灌注模型[9]。OGD/R+si-Pink1組在建立OGD/R模型前24 h,用Pink1 特異性小干擾RNA(si-Pink1)序列(5'-CCAATTGACAGGCCATAAA-3')轉(zhuǎn)染HT22細(xì)胞。OGD/R+TRPC3組在建立OGD/R模型前24 h,用TRPC3質(zhì)粒轉(zhuǎn)染HT22細(xì)胞。OGD/R+TRPC3+si-Pink1組在建立OGD/R模型前24 h,用TRPC3質(zhì)粒和si-Pink1轉(zhuǎn)染HT22細(xì)胞。OGD/R+NC 組在建立OGD/R 模型前24 h,用Vector 和si-NC 轉(zhuǎn)染HT22細(xì)胞。si-Pink1和si-NC均購(gòu)自美國(guó)Invitrogen公司。

1.2.7 免疫熒光染色 對(duì)于動(dòng)物實(shí)驗(yàn),幼鼠的大腦在0.9%生理鹽水灌注后迅速取出,用4%多聚甲醛在4 ℃固定24 h,在30%蔗糖溶液中脫水48 h,然后在-80 ℃冷凍。將大腦切片(20 μm)在4 ℃封閉緩沖液中用LC3B兔單克隆抗體(1∶2 000,英國(guó)Abcam 公司)和HSP60 兔多克隆抗體(1∶500,美國(guó)Servicebio公司)一起孵育過夜。用PBS洗滌后,將腦切片與相應(yīng)的二抗在室溫下孵育1 h。腦切片用DAPI(美國(guó)Servicebio公司)染色15 min,用PBS洗滌3次,每次5 min,對(duì)于細(xì)胞實(shí)驗(yàn),細(xì)胞在固定、包埋、制備、透化和封閉后,在4 ℃封閉緩沖液中用Tomm20兔單克隆抗體(1∶2 000,英國(guó)Abcam公司)和Parkin兔單克隆抗體(1∶1 500,英國(guó)Abcam公司)一起孵育過夜。用PBS洗滌后,將樣品在37 ℃下浸入二抗中1 h。用PBS沖洗樣品3次,每次10 min,在37 ℃下用將細(xì)胞核染色2 h。然后用熒光顯微鏡觀察結(jié)果(日本Nikon公司)。

1.2.8 體外線粒體膜電位的檢測(cè) 根據(jù)制造商的說明[10],JC-1可以在健康線粒體中聚集并發(fā)出紅色熒光,而在去極化的線粒體中發(fā)出綠色熒光。用JC-1檢測(cè)試劑(北京Solarbio公司)處理后,用熒光顯微鏡獲得熒光圖像。

1.2.9 體內(nèi)和體外蛋白質(zhì)印跡 體內(nèi)和體外海馬細(xì)胞在含PMDF的冷RIPA緩沖液中勻漿10 min,通過高速離心獲得總蛋白。在通過比辛可寧酸分析(北京Solaibao公司)定量后,將30 μg蛋白質(zhì)在10%~12%(w/v)硫酸鹽-聚丙烯酰胺凝膠電泳凝膠上電泳2 h,然后轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯膜(美國(guó)Millipore Corp公司)上約1.5 h。將膜在37 ℃下在5%脫脂乳中浸泡1.5 h。在含有吐溫20的Tris緩沖鹽水中洗滌10 min后將膜浸泡在抗線粒體自噬標(biāo)志蛋白線粒體體外膜移位酶20(translocase of outer mitochondrial membrane20,Tomm20)(1∶5 000,英國(guó)Abcam 公司)、微管相關(guān)蛋白輕鏈3(lightchain 3,LC3)(1∶2 000,英國(guó)Abcam公司)、選擇性自噬接頭蛋白(sequestosome-1,p62)(1∶20 000,英國(guó)Abcam公司)、熱休克蛋白-60(human heat shock protein 60,HSP60)(1∶500,美國(guó)Servicebio公司)、PTEN誘導(dǎo)假定激酶1(PTEN inducedputative kinase 1,Pink1)(1∶5 000,美國(guó)Bio Vision公司)、E3泛素連接酶(parkin RBR E3 ubiquitin protein ligase,Parkin)(1∶1 000,美國(guó)Cell Signaling 公司)、TRAC3(1∶1 000,美國(guó)Proteintech公司)和β-actin(1∶2 000,北京ZSGB-BIO公司)稀釋的初級(jí)抗體一起孵育過夜。將膜洗滌3次,并在37 ℃下用山羊抗兔IgG (1∶5 000,安諾倫(北京)生物科技有限公司)滲透1.5 h。用TBST洗滌3次,每次10 min,使用增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光溶液和Amersham Imager 600 檢測(cè)膜上的蛋白質(zhì)表達(dá)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0進(jìn)行所有的統(tǒng)計(jì)分析。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)計(jì)量資料的正態(tài)性,檢驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)為正態(tài)分布。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)形式表達(dá),多組間比較采用單因素方差分析,然后進(jìn)行Tukey的多重比較檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 上調(diào)TRPC3改善HIBD幼鼠腦損傷

研究考察了上調(diào)TRPC3對(duì)大腦HIBD的影響。在HIBD幼鼠造模前注射質(zhì)粒來上調(diào)海馬組織中TRPC3的表達(dá)(圖1A)。TTC 染色結(jié)果證明,各組梗死面積存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=71.950,Plt;0.001);與Sham 組相比,HIBD 組和HIBD+Vector 組顯示出較大的梗死面積(Plt;0.05)。HIBD+TRPC3組的梗死面積較HIBD+Vector組明顯降低(Plt;0.05)(圖1B、C)。此外,各組腦含水量和神經(jīng)學(xué)評(píng)分存在明顯差異(F=77.940、16.520,均Plt;0.001);與Sham 組相比,HIBD 組和HIBD+Vector 組顯示出較大的腦含水量和神經(jīng)學(xué)評(píng)分(Plt;0.05)。HIBD+TRPC3組的腦含水量和神經(jīng)學(xué)評(píng)分較HIBD+Vector 組明顯降低(Plt;0.05)(圖1D、E)。HE 染色顯示,與sham組相比,HIBD組和HIBD+Vector組的神經(jīng)細(xì)胞胞質(zhì)水腫、染色疏松和核固縮增加,HIBD+TRPC3組這些病理改變得到改善(圖1F)。

2.2 TRPC3上調(diào)減輕HIBD后的神經(jīng)元凋亡

接下來研究考察了在上調(diào)TRPC3 對(duì)神經(jīng)元凋亡的影響。免疫熒光分析結(jié)果顯示,各組神經(jīng)元凋亡存在明顯差異(F=42.250,Plt;0.001);與Sham 組相比,HIBD 組和HIBD+Vector組神經(jīng)元凋亡明顯增加(Plt;0.05),并且HIBD+TRPC3組神經(jīng)元凋亡較HIBD+Vector 組明顯降低(Plt;0.05)(圖2A、B)。

2.3 TRPC3增強(qiáng)HIBD后的線粒體自噬

為了研究上調(diào)TRPC3對(duì)線粒體自噬的影響,用電子顯微鏡觀察了大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞中線粒體的形態(tài)。Sham組線粒體形態(tài)正常。在HIBD組和HIBD+Vector組中,許多線粒體被細(xì)胞溶酶體包圍,表明存在線粒體自噬作用。在HIBD+TRPC3組中,越來越多的自噬小泡包裹線粒體,顯示出更強(qiáng)的線粒體自噬活性(圖3A)。免疫熒光分析結(jié)果(圖3B、C)顯示,各組LC3B+HSP60+細(xì)胞數(shù)目差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=37.630,Plt;0.001);與Sham 組相比,HIBD 組和HIBD+Vector組LC3B+HSP60+ 細(xì)胞數(shù)目明顯增加(Plt;0.05)。與HIBD+Vector組相比,HIBD+TRPC3組海馬組織中LC3B+HSP60+細(xì)胞數(shù)目進(jìn)一步增加(Plt;0.05)。免疫印跡分析顯示,各組細(xì)胞Lc3Ⅱ/Lc3Ⅰ比值和p62、Pink1、Parkin的表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=13.570、18.920、20.72、18.81,均Plt;0.001);與Sham組相比,HIBD 組和HIBD+Vector 組線粒體自噬相關(guān)蛋白Pink1、Parkin和Lc3Ⅱ的表達(dá)水平增加(Plt;0.05),和p62的表達(dá)水平降低(Plt;0.05)。與HIBD+Vector 組相比,HIBD+TRPC3組Pink1、Parkin和Lc3Ⅱ的表達(dá)水平進(jìn)一步增加(Plt;0.05),和p62的表達(dá)水平進(jìn)一步降低(Plt;0.05)(圖3D~F)。

2.4 上調(diào)TRPC3通過Pink1/Parkin促進(jìn)線粒體自噬

為了進(jìn)一步驗(yàn)證TRPC3對(duì)線粒體自噬的激活是否依賴于Pink1/Parkin通路,在HT-22細(xì)胞中使用Pink1沉默來檢測(cè)其在線粒體自噬中的作用。各組細(xì)胞Tomm20和Parkin之間的共定位存在明顯差異(F=14.360,Plt;0.001);用TRPC3處理可以明顯增強(qiáng)Tomm20 和Parkin 之間的共定位,誘導(dǎo)Parkin在線粒體的積累。然而,Pink1沉默可以減少Tomm20和Parkin之間的共定位(圖4A、B)。各組細(xì)胞Lc3Ⅱ/Lc3Ⅰ比值和p62、Pink1、Parkin 的表達(dá)存在明顯差異(F=24.170、15.260、21.540、22.830,均Plt;0.001);TRPC3上調(diào)可以強(qiáng)烈增加Pink1、Parkin的表達(dá)和Lc3Ⅱ/Lc3Ⅰ比值(Plt;0.05),以及減少p62 的表達(dá)(Plt;0.05)。此外,Pink1 沉默可以部分阻止TRPC3對(duì)線粒體自噬的影響(圖4C~E)。總之,這些結(jié)果表明,TRPC3可以在體外以依賴Pink1的方式促進(jìn)神經(jīng)元的線粒體自噬。

2.5 TRPC3 通過Pink1/Parkin 介導(dǎo)的線粒體自噬改善了HT-22的損傷

為了驗(yàn)證Pink1/Parkin 通路在TRPC3 激活的線粒體自噬中的積極作用,課題組檢查了HT-22細(xì)胞在OGD/R后的線粒體功能和細(xì)胞生存能力。TRPC3上調(diào)增加了健康線粒體的數(shù)量(紅色),減少了受損線粒體的數(shù)量(綠色)。各組細(xì)胞存活率存在明顯差異(F=27.18,Plt;0.001);與對(duì)照組相比,OGD/R組HT-22細(xì)胞的存活率明顯降低(Plt;0.05)。與OGD/R組相比,OGD/R+TRPC3組HT-22細(xì)胞的存活率明顯增加(Plt;0.05)。然而,Pink1的沉默阻止了TRPC3對(duì)線粒體功能的恢復(fù)。同樣,與OGD/R+TRPC3 組相比,OGD/R+TRPC3+si-Pink1組HT-22細(xì)胞的存活率明顯降低(Plt;0.05)(圖5)。所有數(shù)據(jù)表明,TRPC3的神經(jīng)保護(hù)和Pink1/Parkin途徑的增強(qiáng)參與了線粒體自噬的過程。

3 討 論

線粒體功能障礙與各種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ鏗IBD)有關(guān)[11]。本研究建立了新生大鼠缺氧缺血模型,觀察TRPC3 是否參與了HIBD 的過程。首先,TTC染色和HE染色確認(rèn)成功建立了新生大鼠HIBD模型,并發(fā)現(xiàn)TRPC3上調(diào)減輕腦缺血缺氧損傷。通過電子顯微鏡觀察到自噬體的形成,表明TRPC3上調(diào)后線粒體自噬活動(dòng)更強(qiáng),并且神經(jīng)元凋亡減少。證據(jù)表明,TRPC3可以保護(hù)海馬神經(jīng)元免受體內(nèi)和體外HIBD 的影響[12]。因此,關(guān)注線粒體的神經(jīng)保護(hù)作用可能是HIBD的一種新的治療策略[3]。此外,相關(guān)研究表明,促進(jìn)線粒體自噬可以通過改善線粒體功能來保護(hù)受損的神經(jīng)元[13]。本研究探討了TRPC3通過線粒體自噬治療HIBD及其潛在的治療機(jī)制。所有的研究結(jié)果與之前的研究一起支持了線粒體自噬作用可能是TRPC3 治療HIBD 的潛在目標(biāo)。

線粒體自噬是HIBD的一個(gè)重要病理變化,已成為研究的重點(diǎn)[14]。研究表明,不同器官的缺氧缺血可以誘發(fā)細(xì)胞凋亡,而細(xì)胞凋亡與自噬密切相關(guān)[15]。值得注意的是,線粒體損傷的程度往往決定了細(xì)胞的命運(yùn),對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)是一把“雙刃劍”。有報(bào)道顯示,在缺氧缺血的早期階段,線粒體自噬在清除受損的線粒體方面起到保護(hù)作用[15];但隨著缺氧缺血時(shí)間的延長(zhǎng),線粒體自噬的過度降解會(huì)導(dǎo)致自噬樣細(xì)胞壞死,進(jìn)一步加重?fù)p傷[16]。最近,F(xiàn)eng J等[17]在腦缺血后的不同時(shí)間進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),他們發(fā)現(xiàn)缺血大鼠在缺血24 h后,腦梗死的面積和自噬程度擴(kuò)大。這些結(jié)果證明了缺血時(shí)間延長(zhǎng)能夠激活了過度線粒體自噬的有害影響。1項(xiàng)研究也證明,雷帕霉素在瞬時(shí)MCAO前同時(shí)治療(I/2 h和R/22 h),能夠增強(qiáng)線粒體自噬作用并削弱了腦缺血再灌注損傷[18]?;谏鲜鰧?shí)驗(yàn)現(xiàn)象,課題組認(rèn)為本研究建立的HIBD處于腦損傷早期階段,在這一階段中激活線粒體自噬可以清除受損的線粒體,并有利于回收細(xì)胞成分回收,以維持細(xì)胞的平衡[19]。值得注意的是,Pink1和Parkin的蛋白表達(dá)也隨著TRPC3的上調(diào)而增加,表明TRPC3對(duì)HIBD大鼠的神經(jīng)保護(hù)作用可能與Pink1/Parkin介導(dǎo)的線粒體自噬的激活有關(guān)。

眾所周知,線粒體自噬是由FUNDC1、BNIP3 和Pink1/Parkin等多種途徑介導(dǎo)[20]。其中,Pink1/Parkin是調(diào)節(jié)線粒體自噬的經(jīng)典途徑。Pink1位于Parkin的上游,它們之間的相互作用可以誘導(dǎo)線粒體自噬[16]。生理上,Pink1可在缺血條件下穩(wěn)定積聚在受損線粒體外膜,并募集Parkin啟動(dòng)線粒體吞噬。隨后,自噬體可以通過識(shí)別連接受損線粒體和自噬體的橋梁LC3和p62來吞噬受損線粒體。最終,受損的線粒體可被溶酶體降解[16]。在本研究中,Pink1沉默用于檢測(cè)Pink1/Parkin信號(hào)通路在TRPC3上調(diào)對(duì)OGD/R損傷的HT22細(xì)胞的神經(jīng)保護(hù)中的作用。結(jié)果表明,在OGD/R背景下,Pink1沉默可抑制TRPC3上調(diào)對(duì)HT-22細(xì)胞的線粒體保護(hù)作用和增殖作用。

綜上所述,本研究結(jié)果表明TRPC3上調(diào)促進(jìn)的線粒體自噬作用可以保護(hù)神經(jīng)元免受HIBD損傷,并且這一過程依賴于激活的Pink1/Parkin通路。然而,本研究未能抽提線粒體膜行WB驗(yàn)證,以及沒有設(shè)計(jì)Trpc3基因敲除小鼠進(jìn)行體內(nèi)驗(yàn)證。在未來的研究中需要針對(duì)上述不足開展相關(guān)研究,進(jìn)一步明確TRPC3通路介導(dǎo)的神經(jīng)自噬作用。

這些結(jié)果表明,TRPC3 通過激活Pink1/Parkin通路介導(dǎo)的線粒體自噬,在HIBD早期階段中發(fā)揮了重要的保護(hù)作用。因此,選擇性去除受損的線粒體被認(rèn)為是HIBD的有效治療策略。同時(shí),本研究為TRPC3作為新生大鼠缺血缺氧后的治療提供了一個(gè)新的治療靶點(diǎn)。

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(責(zé)任編輯:冉明會(huì))

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