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有机磷杀虫剂敌百虫诱导神经细胞凋亡的钙依赖性内质网应激机制研究

2010-01-27 00:00 伍一军研究组 中国科学院动物研究所 阅读 0
核心摘要: 敌百虫作为一种广泛应用的有机磷杀虫剂,除急性毒性外,还能通过钙依赖的内质网应激途径诱导神经细胞凋亡,揭示了其迟发性神经毒性的分子机制。该研究为理解有机磷农药的神经毒性及其防治提供了重要科学依据。

有机磷杀虫剂敌百虫(trichlorfon)广泛应用于农业植物保护和动物驱虫治疗,历史上亦曾用于抗血吸虫病及阿尔茨海默病的临床治疗。然而,最新研究表明,敌百虫不仅具有急性胆碱酯酶抑制毒性,还能引发迟发性神经毒性(OPIDN)及其他慢性神经损伤症状,表现出复杂的神经毒理学效应。动物实验显示,敌百虫可导致脑皮层神经细胞凋亡,但其分子机制尚未完全阐明。

中国科学院动物研究所伍一军团队近期利用神经细胞培养模型,系统探讨了敌百虫诱导神经细胞凋亡的分子机制。流式细胞术结果显示,敌百虫及其代谢产物敌敌畏均能以浓度依赖方式促进神经细胞凋亡。蛋白质印迹分析揭示,敌百虫处理后细胞中caspase-12总量下降,而活化态caspase-12显著增加,提示内质网应激途径在凋亡过程中发挥关键作用。

此外,敌百虫诱导的细胞内钙离子浓度显著升高。使用钙通道阻断剂及钙相关受体抑制剂后,细胞内钙水平及凋亡率明显下降,且caspase-12和活化态caspase-3的表达水平均大幅减少,进一步证实钙依赖的内质网应激在敌百虫神经毒性中的核心作用。值得注意的是,PMA(一种蛋白激酶C激活剂)能够抑制敌百虫诱导的神经细胞凋亡,提示信号转导途径的调控潜力。

综上所述,敌百虫通过调控细胞内钙稳态,激活内质网应激相关的caspase信号通路,诱导神经细胞凋亡,揭示了其迟发性神经毒性的分子基础。该研究为有机磷农药神经毒性的防治提供了新的理论依据和潜在干预靶点。

该研究成果发表于国际毒理学权威期刊《Chemico-Biological Interactions》:Liu CY, Chang PA, Wu YJ. Trichlorfon induces apoptosis in SH-SY5Y neuroblastoma cells via the endoplasmic reticulum? Chem-Biol Interact. 2009, 181:37-44。DOI:10.1016/j.cbi.2009.03.004。

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