朱敬丽 路赵硕 吴越 徐彦吉 姚建 王鑫鑫 王德才

铜、铁、锌、铝通过Akt/GSK-3β信号通路诱导SH-SY5Y细胞的凋亡

朱敬丽 路赵硕 吴越 徐彦吉 姚建 王鑫鑫 王德才

目的 探究铜、铁、锌、铝对人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)的神经毒性作用和机制。 方法 采用50、200、400 μmol/L CuSO4,1、2、4 mmol/L FeSO4和AlCl3,50、100、200 μmol/L ZnSO4分别作用于SH-SY5Y细胞,通过噻唑蓝(MTT)法检测细胞生长活性。采用ELISA法检测细胞内Akt、磷酸化Akt(Ser473)、GSK-3β及磷酸化GSK-3β(Ser9)蛋白的表达。采用Annexin-V/PI双染法检测细胞凋亡率。 结果 铜、铁、锌、铝能明显抑制细胞活性,并呈剂量依赖性,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。铁和铝各剂量组Akt表达较对照组降低(P<0.05);各剂量组GSK-3β表达无明显差异(P>0.05);各剂量组Akt及GSK-3β的磷酸化水平低于对照组(P<0.05)。细胞凋亡率随染铜、铁、锌、铝剂量的加大而升高(P<0.05)。 结论 铜、铁、锌、铝可引起神经细胞毒性,抑制Akt活性,激活蛋白激酶GSK-3β,导致细胞凋亡。

铜; 铁; 锌; 铝; SH-SY5Y神经细胞; Akt; GSK-3β

阿尔茨海默病(AD),是一种以脑内胆碱能神经元的大量缺失和死亡为特点的神经退行性疾病。PI3K/Akt通路是一条重要的细胞存活信号通路,参与调节许多细胞凋亡的过程。通过PI3K通道,Akt在Ser473位点发生磷酸化,介导了Akt的激活[1],从而对神经元具有保护作用[2]。糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)是最早发现的Akt的直接底物之一,活化的Akt与GSK-3β结合,使GSK-3β在Ser9位点上发生磷酸化,抑制GSK-3β的活性。Jayapalan等[3]的实验显示GSK-3β通过磷酸化Tau蛋白导致AD的发生。

研究表明,在Aβ、tau蛋白聚集区发现有高浓度的金属离子,包括铜、铁、锌、铝等[4]。铜、铁、锌、铝在阿尔茨海默病中的神经毒性作用是否通过Akt/GSK-3β信号通路诱导?为此,本研究以人神经母细胞瘤细胞为模型,评价铜、铁、锌、铝的神经毒性作用和机制。

1 材料与方法

1.1 材料 人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)由北京协和细胞资源中心提供,1640RPMI培养基购自Hyclone公司,胎牛血清购自Gibco公司,MTT购自碧云天生物技术……