Lon蛋白酶1抑制脂质过氧化缓解多巴胺能神经细胞铁死亡的机制研究

目的:探讨铁死亡脂质过氧化损伤在帕金森病(Parkinson’s disease,PD)细胞模型中的作用机制,并研究Lon蛋白酶1(Lon Protease 1,LONP1)抑制脂质过氧化缓解多巴胺(Dopamine,DA)能神经细胞铁死亡的可能机制。方法:(1)利用6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)诱导人神经母细胞瘤(SH-SY5Y)细胞建立PD细胞模型,使用铁死亡抑制剂(Ferrostatin-1,Fer-1)进行干预并检测脂质过氧化的改善情况。通过倒置显微镜观察细胞形态,CCK-8法测定细胞存活率;铁、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和还原型谷胱甘肽(Glutathione,GSH)试剂盒检测亚铁离子、脂质过氧化产物MDA和GSH水平;RT-q PCR检测Keap1、Nrf2、GPX4的m RNA表达水平;Western blot检测Keap1、Nrf2、GPX4的蛋白表达水平。(2)利用质粒转染技术过表达Homo LONP1基因干预PD细胞模型。ELISA实验检测LONP1表达水平;试剂盒检测亚铁离子、脂质过氧化产物MDA和GSH水平;RT-q PCR检测LONP1、Keap1、Nrf2和GBuffy Coat ConcentratePX4的m RNA表达水平;Western blotselleckchem MLN8237检测LONP1、Keap1、Nrf2和GPX4的蛋白表达水平。结果:(1)○1 SH-SY5Y细胞暴露在80μM的6-OHDA中24小时后,多数细胞胞体变圆、突触结构减少甚至消失;○2较正常对照组相比,PD模型组亚铁离子和MDA水平上升,GSH水平Ceralasertib体外下降(P<0.01);○3较正常对照组相比,PD模型组Keap1 m RNA水平上升,Nrf2和GPX4 m RNA水平下降(P<0.05),Western blot结果提示蛋白表达水平与上述结果一致;○4较PD模型组相比,使用Fer-1后DA能神经元细胞存活率升高至89.50±3.27%,亚铁离子和MDA水平下降伴GSH水平上升(P<0.05);Keap1 m RNA水平下降,Nrf2和GPX4 m RNA水平上升(P<0.05),蛋白表达水平与上述结果一致。(2)○1较PD模型组相比,LONP1过表达+PD模型组亚铁离子和MDA水平下降,GSH水平上升(P<0.05);○2较PD模型组相比,LONP1过表达+PD模型组Keap1 m RNA水平下降,Nrf2和GPX4 m RNA水平上升(P<0.05),蛋白表达水平与上述结果一致。结论:在6-OHDA诱导SH-SY5Y细胞基础上,铁死亡脂质过氧化参与了PD细胞模型的损伤过程且Fer-1能够降低脂质过氧化水平减轻细胞损伤;LONP1可以通过减轻脂质过氧化抑制DA神经元铁死亡改善细胞损伤。