褪黑素通过抑制SERPINA3N依赖型神经炎症改善三甲基氯化锡诱导的神经毒性

【作者】 奚宇； 徐淑珍； 洪慧慧； 任云照； 徐毓东； 张晶晶； 周舟；

【机构】 浙江大学公共卫生学院；

【摘要】 目的三甲基氯化锡（trimethyltin chloride,TMT）是塑料稳定剂合成过程中产生的一种剧毒物质,可经呼吸道、消化道、皮肤进入人体引发中毒事故。TMT急性中毒主要影响大脑边缘系统,且以海马区为主。因此,TMT引起神经毒性的分子机制和有效的防护机制亟需进一步研究。褪黑素是众所周知的具有神经保护作用的内源性小分子化合物,因此我们探究了褪黑素是否对TMT所造成的中枢神经系统损伤具有保护作用以及其作用分子机制。材料与方法将48只雄性C57BL/6J小鼠随机分为4组:Control组,Melatonin组,TMT组,TMT+MEL组。TMT组与TMT+MEL组小鼠均接受一次性腹腔注射TMT(2.8 mg·kg^-1,ip),TMT+MEL组小鼠在TMT暴露之前2小时,接受一次腹腔注射褪黑素(10 mg·kg^-1)。此后,TMT+MEL组小鼠每天一次接受褪黑素(10 mg·kg^-1,ip),连续三天。Control组小鼠给予生理盐水,Melatonin组小鼠给予褪黑素。通过神经行为学实验（颤抖评分,被动回避实验,新事物探索实验）评估褪黑素对TMT引起的神经毒性的保护作用。利用蛋白组学和生物信息学技术分析TMT诱导神经毒性的关键分子机制以及褪黑素神经保护作用的关键靶点。结果褪黑素显著减轻TMT诱导的神经毒性,表现为减轻海马神经元损失,抑制癫痫样颤抖和改善学习记忆缺陷。此外,褪黑素显著抑制TMT诱导的神经炎症和星形胶质细胞活化,表现为炎性细胞因子产生减少以及神经毒性反应性星形胶质细胞表型标志物下调。基于定量蛋白质组和生物信息学分析,丝氨酸肽酶抑制剂进化A成员3N（SERPINA3N）被鉴定为在褪黑素的保护作用中发挥核心作用。最重要的是,褪黑素显著抑制TMT诱导的SERPINA3N在mRNA和蛋白水平的上调,并且SERPINA3N在小鼠海马中的过度表达减弱了褪黑素对TMT诱导的神经炎症和神经毒性的保护作用。结论褪黑激素通过抑制SERPINA3N介导的神经炎症来保护细胞免受TMT诱导的神经毒性。褪黑激素可能是在临床实践中减少TMT诱导的神经毒性的有前景和实用的药剂。更多还原