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纳米氧化铝亚慢性染毒致小鼠神经细胞线粒体损伤机制
  • ISSN号:1000-3002
  • 期刊名称:《中国药理学与毒理学杂志》
  • 时间:0
  • 分类:R99[医药卫生—毒理学;医药卫生—药学]
  • 作者机构:[1]山西医科大学公共卫生学院劳动卫生教研室,山西太原030001
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(81241098)
中文摘要:

目的:探讨纳米氧化铝对 ICR 小鼠神经细胞线粒体形态及功能的损伤作用。方法健康成年ICR 小鼠分别滴鼻暴露纳米氧化铝(<50 n m)25,50和75 mg·kg -1,连续1个月。电镜观察海马 CA3区神经细胞线粒体的超微结构,并测量线粒体直径;采用定磷法测定脑皮质 Na +-K +-ATPase 与 Ca2+-Mg2+-ATPase 活力;Western 蛋白质印迹法检测细胞色素 c 氧化酶亚单位Ⅳ(COXⅣ),Bcl-2结合蛋白1(Beclin 1)和微管相关蛋白1轻链3Ι蛋白(LC3Ι)和 LC3Ⅱ蛋白的表达。结果与正常对照组相比,50 mg·kg -1组海马 CA3区神经元线粒体明显肿胀,内嵴结构排列稀疏,核周线粒体呈空泡化;线粒体平均直径明显增加〔(0.49±0.02)μm,P<0.05〕;75 mg·kg -1组线粒体大多呈微球形,嵴结构排列紧密,线粒体平均直径显著降低〔(0.36±0.02)μm,P<0.05〕。脑皮质线粒体酶活力随着染毒剂量的增加而降低,与正常对照相比,50和75 mg·kg -1组的 Na +-K +-ATPase 与 Ca2+-Mg2+-ATPase 活力显著降低,分别为6.37±0.22,5.48±1.53和3.21±0.99,(3.28±0.15)kU·g -1蛋白(P <0.05);50和75 mg·kg -1组的 Ca2+-Mg2+-ATPase 活力显著降低(P<0.05)。75 mg·kg -1组 COXⅣ蛋白表达量为1.35±0.66,显著低于其他2个剂量组(P <0.05)。与正常对照相比,75 mg·kg -1组 Beclin 表达量为2.23±0.20,自噬特异蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比例为0.45±0.10,均显著高于正常对照组(P<0.05)。结论线粒体功能紊乱可能是纳米氧化铝神经毒性机制之一,而神经细胞可能通过自噬清除受损线粒体。

英文摘要:

OBJECTIVE To explore the potential neurotoxicity of nano-alu mina (〈50 n m)in vivo, we treated the ICR mouse with the nano-alu mina to investigate the mitochondrial da mage of nerve cells on morphology and function.METHODS Adult male mice were exposed to nano-alu mina (〈50 n m)of 0,25,50 and 75 mg·kg -1 by nasal instillation for 1 month.Then we observed the mitochondrial ultra-structure of the nerve cells in CA3 region of hippoca mpus,and measured the mean dia meter in every group.The activities of Na +-K +-ATPase and Ca2 +-Mg2 +-ATPase were tested by the determination of the inorganic phosphorus,which was the deco mposition product of ATPase.Western blot analysis was used to detect the expression of COX-Ⅳ,Beclin1 ,LC3Ιand LC3Ⅱ.RESULTS Co mpared with 0 and 25 mg·kg -1 groups exposed to Al2 O3 nanopartilces (Al2 O3 NPs),the mitochondria of CA3 region in hip-poca mpus in 50 mg·kg -1 group beca me ede matous and swollen with sparse and broken cristae sur-rounding the nuclear,and the mean dia meter was higher(0.49 ±0.02 μm,P 〈0.05).But co mpared with 50 mg·kg -1 group,the mitochondria in 75 mg·kg -1 group beca me s maller with inner cristae of high density,and the mean dia meter was lower(0.36 ±0.02 μm,P〈0.05).The enzy me activity of the mito-chondria in cerebral cortex decreased dose-dependently with exposure,the activities of Na +-K +-ATPase in 50 and 75 mg·kg -1 groups(6.37 ±0.22 kU·g -1 protein,5.48 ±1 .53 kU·g -1 protein)and Ca2 +-Mg2 +-ATPase in 50 and 75 mg·kg -1 groups (3.21 ±0.99 kU·g -1 protein,3.28 ±0.15 kU·g -1 protein)were lower than the 0 mg·kg -1 group(P〈0.05).Meanwhile,the Ca2 +-Mg2 +-ATPase in 50 and 75 mg·kg -1 groups showed lower activities in co mparison with the 25 mg·kg -1 group.The 75 mg·kg -1 group expressed higher level of the COX-Ⅳ protein 1 .35 ±0.66(P〈0.05)than other groups.Both expression of Beclin1 protein and rate of LC3Ⅱ/LC3Ⅰin 75 mg·kg -1 group were more than the 0 mg·kg -1 group.

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期刊信息
  • 《中国药理学与毒理学杂志》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:军事医学科学院
  • 主办单位:军事医学科学院毒物药物研究所 中国药理学会 中国毒理学会
  • 主编:张永祥
  • 地址:北京市海淀区太平路27号
  • 邮编:100850
  • 邮箱:cjpt518@163.com
  • 电话:010-68276743
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3002
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1155/R
  • 邮发代号:82-140
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,荷兰医学文摘,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9749