GAPDH以其管家功能而聞名,也被證明在饑餓、化學(xué)損傷和氧化應(yīng)激等壓力條件下參與細(xì)胞損傷、細(xì)胞凋亡和死亡。本研究考察了 GAPDH 敲低對魚藤酮反應(yīng)細(xì)胞損傷的影響。方法和結(jié)果:在暴露于魚藤酮(0 nM、20 nM、40 nM 和 80 nM)之前,使用 siRNA 在 H9C2 心肌成細(xì)胞中敲低 GAPDH。通過蛋白質(zhì)印跡檢測自噬蛋白(Beclin-1、Atg5、LC-3A/B 和 p62)的自噬,并通過 MDC 染色檢測酸性物質(zhì)。使用促細(xì)胞凋亡蛋白和流式細(xì)胞術(shù)評估細(xì)胞凋亡和死亡,并測量細(xì)胞內(nèi) ATP 相對濃度。通過測量DCFH-DA、TBARS、GSH和SOD來評估氧化應(yīng)激。 在這項研究中,GAPDH敲低增強了魚藤酮誘導(dǎo)的H9C2細(xì)胞的自噬,減少了氧化應(yīng)激,增加了抗氧化途徑;并減少細(xì)胞凋亡和死亡。此外,GAPDH敲低保留了細(xì)胞能量。結(jié)論:siRNA介導(dǎo)的GAPDH敲低減少了魚藤酮誘導(dǎo)的H9C2細(xì)胞死亡,通過自噬和抗氧化應(yīng)激途徑發(fā)生。本研究豐富了對GAPDH病理生理作用的理解,為以氧化應(yīng)激為特征的心臟病狀態(tài)提供了潛在的新治療靶點。
魚藤酮治療,無論是體外還是體內(nèi),都被廣泛用于模擬帕金森病在暴露于環(huán)境神經(jīng)毒物和殺蟲劑時的多巴胺神經(jīng)元死亡。魚藤酮神經(jīng)毒性的潛在機制仍在確定中。方法和結(jié)果:我們最近的研究表明,魚藤酮誘導(dǎo)的多巴胺神經(jīng)元死亡涉及微管不穩(wěn)定,這導(dǎo)致胞質(zhì)多巴胺的積累,從而導(dǎo)致活性氧 (ROS)。此外,魚藤酮誘導(dǎo)的多巴胺神經(jīng)元死亡需要 c-Jun N 末端蛋白激酶 (JNK)。在這里,我們報告了 JNK 的神經(jīng)特異性 JNK3 亞型,而不是 JNK1 或 JNK2,是原代培養(yǎng)的多巴胺神經(jīng)元中這種神經(jīng)元死亡的原因。用紫杉醇(一種微管穩(wěn)定劑)治療可減弱魚藤酮誘導(dǎo)的磷酸化,并可能減弱 JNK 的激活。這表明 JNK 在魚藤酮暴露時被微管不穩(wěn)定激活。此外,魚藤酮抑制 VMAT2 活性,但不抑制 VMAT2 蛋白水平。值得注意的是,用 JNK 的藥理學(xué)抑制劑 SP600125 治療可減弱魚藤酮對 VMAT2 的抑制。此外,重組 JNK3 蛋白與純化的中腦突觸囊泡體外孵育后 VMAT2 活性降低表明 JNK3 可以抑制 VMAT2 活性。結(jié)論:結(jié)合我們之前的研究結(jié)果,這些結(jié)果表明魚藤酮通過一系列連續(xù)事件誘導(dǎo)多巴胺神經(jīng)元死亡,包括微管不穩(wěn)定、JNK3 激活、VMAT2 抑制、胞質(zhì)多巴胺積累和 ROS 的產(chǎn)生。我們的數(shù)據(jù)確定 JNK3 是 VMAT2 活性的新型調(diào)節(jié)因子。
環(huán)境毒素暴露與帕金森病 (PD) 的發(fā)生有關(guān),環(huán)境因素可以通過遺傳介導(dǎo)的途徑影響大多數(shù)散發(fā)性 PD 病例的發(fā)病。魚藤酮是一種廣泛使用的殺蟲劑,可誘發(fā)帕金森病和動物路易體的形成;然而,α-突觸核蛋白聚集的分子機制仍不清楚。方法和結(jié)果:在這里,我們通過多種方法(包括蛋白質(zhì)印跡、免疫熒光和電子顯微鏡)評估了魚藤酮暴露后 PC12 細(xì)胞中 α-突觸核蛋白的聚集,無論是否交聯(lián)。我們證明魚藤酮增加了細(xì)胞內(nèi)鈣水平,并以鈣依賴性方式誘導(dǎo)α-突觸核蛋白的聚集和磷酸化。聚集的α-突觸核蛋白通常通過自噬降解,魚藤酮損害了這一過程。通過清除鈣來逆轉(zhuǎn)自噬和α-突觸核蛋白改變的衰減。鈣調(diào)節(jié)AKT-糖原合酶激酶3(GSK3)β的活性。我們證明魚藤酮減弱了AKT和GSK3β的磷酸化,而鈣的消除逆轉(zhuǎn)了這些現(xiàn)象。作為GSK3β抑制劑,鋰促進自噬并減少α-突觸核蛋白的聚集和磷酸化。GSK3β 通過過表達(dá)激活抑制自噬并增加總蛋白水平和 α-突觸核蛋白的磷酸化。結(jié)論:這些結(jié)果表明魚藤酮誘導(dǎo)的α-突觸核蛋白聚集是由鈣/GSK3β信號通路介導(dǎo)的。
線粒體復(fù)合物 I 抑制劑魚藤酮的重復(fù)全身給藥可產(chǎn)生帕金森病 (PD) 的嚙齒動物模型。魚藤酮誘導(dǎo)的黑質(zhì)紋狀體多巴胺能神經(jīng)元損傷的相對選擇性機制仍不完全清楚。 根據(jù)“兒茶酚醛假說”,自身毒性多巴胺代謝物 3,4-二羥基苯乙醛 (DOPAL) 的積聚會導(dǎo)致 PD 發(fā)病機制。囊泡攝取阻斷會增加DOPAL水平,DOPAL主要通過醛脫氫酶(ALDH)解毒。方法和結(jié)果:我們測試了魚藤酮是否干擾囊泡攝取和細(xì)胞內(nèi)ALDH活性。在與魚藤酮(0-1000 nM,180分鐘)一起孵育的PC12細(xì)胞中測量內(nèi)源性和F標(biāo)記的兒茶酚,不含或與F-多巴胺(2μM)一起孵育,以跟蹤囊泡攝取和兒茶酚胺代謝。魚藤酮劑量依賴性地增加多巴、F-多帕爾和3,4-二羥基苯乙醇(DOPET)水平,同時降低多巴胺和3,4-二羥基苯乙酸(DOPAC)水平以及多巴胺與其脫氨代謝物總和的比率。在試管中,當(dāng)提供NAD(+)時,魚藤酮不影響ALDH將DOPAL轉(zhuǎn)化為DOPAC,而直接作用的ALDH抑制劑苯諾酰顯著增加DOPAL并降低反應(yīng)混合物中的DOPAC濃度。我們提出魚藤酮通過降低ALDH活性和減弱細(xì)胞質(zhì)兒茶酚胺的囊泡隔離來建立細(xì)胞內(nèi)DOPAL。結(jié)論:研究結(jié)果為魚藤酮誘導(dǎo)的多巴胺能神經(jīng)元選擇性毒性提供了新的機制。我們報告說,魚藤酮是一種產(chǎn)生帕金森病動物模型的線粒體復(fù)合物 I 抑制劑,通過減少醛脫氫酶 (ALDH) 的 DOPAL 代謝和減少囊泡單胺轉(zhuǎn)運蛋白 (VMAT) 對細(xì)胞質(zhì)多巴胺的囊泡隔離,增加有毒多巴胺代謝物 3,4-二羥基苯乙醛 (DOPAL) 的細(xì)胞內(nèi)水平。研究結(jié)果為魚藤酮誘導(dǎo)的多巴胺能神經(jīng)元毒性提供了新的機制。
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王玲