鞣花酸通过抑制氧化应激和激活Nrf2/HO-1信号通路改善硫酸镉诱导的HT22细胞凋亡的分子机制研究

【作者】 刘月； 汤树生； 代重山；

【机构】 中国农业大学动物医学院兽医公共卫生全国重点实验室；

【摘要】 镉能够穿过哺乳动物血脑屏障诱发神经毒性,但精确的分子机制尚不清楚。同时,从天然活性物质中去寻找能够有效的减毒剂对临床预防和治疗镉暴露导致的神经毒性具有重要的科学意义,已收到各国科学家的关注。我们使用HT22细胞高通量筛选发现,鞣花酸能够有效逆转硫酸镉（CdSO₄）诱导的细胞毒性作用,因此,我们进行了一系列的分子机制研究探究。通过使用0.625、1.25、2.5、5和10μM的CdSO₄处理HT22细胞和PC12细胞24 h,其细胞活力显著下降,并伴有明显的剂量依赖性,形态学变化表现为细胞密度下降、漂浮细胞增多、细胞体积变小、凹陷、皱缩变圆;乳酸脱氢酶（LDH）检测结果显示,LDH释放率随呈剂量依赖性增加;Hoechst33342和Annexin V/PI双染法检测发现,CdSO₄暴露能够显著诱导HT22细胞凋亡。进一步研究发现,5-20μM鞣花酸处理,能够显著抑制CdSO₄暴露对PC12细胞和HT22细胞的细胞毒性和凋亡。同时,鞣花酸补充显著抑制CdSO₄暴露诱导的活性氧（ROS）的产生,显著降低丙二醛（MDA）水平,并恢复抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性,这些数据表明,鞣花酸补充能够显著抑制CdSO₄暴露诱导的氧化应激损伤。此外,5-20μM的EA补充显著抑制CdSO₄诱导的线粒体膜电位损失,显著下调降低Bax/Bcl-2比率、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3蛋白（cleaved caspase-3）和PARP1剪切体的表达（cleaved PARP-1）的表达及磷酸化（p）-JNK、p-ERK、p-p38蛋白的表达,显著上调Nrf2和HO-1蛋白的表达。进一步研究发现,药理学的抑制JNK显著下调Nrf2和HO-1的表达,从而加剧CdSO₄的细胞毒性,但抑制p38和ERK信号通路对CdSO₄的细胞毒性没有明显影响。抗氧化剂NAC补充能够明显抑制CdSO₄诱导的细胞毒性,同时显著抑制JNK表达。综上,我们的研究揭示,氧化应激介导的JNK激活在CdSO₄诱导的细胞毒性中发挥保护性作用,鞣花酸能够通过抑制氧化应激和激活Nrf2通路改善CdSO₄诱导的HT22细胞凋亡。我们的发现为临床预防和治疗镉中毒提供了重要数据。更多还原