同型半胱氨酸诱发海马细胞凋亡及相关机制研究

摘要

目的：国内外大量流行病学资料表明，同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)与慢性神经退行性疾病的发生、发展及预后存在密切联系。但Hcy对神经细胞的具体作用及机制仍不明确，本研究通过离体实验观察Hcy对海马神经细胞的损伤作用、引起海马神经细胞凋亡及凋亡相关蛋白表达的情况，探讨Hcy导致海马神经细胞凋亡的相关机制;同时观察甲基供体S-腺苷蛋氨酸(S-adenosylmethionine，SAM)及可降低血浆Hcy水平的主要B族维生素叶酸对Hcy的干预作用。rn 方法：用Hcy、SAM和叶酸处理体外培养的海马神经细胞，通过流式细胞术和Hoechst染色法观察海马神经细胞的凋亡情况，以及神经细胞内游离钙浓度改变、DNA损伤和氧化损伤情况。采用Western印迹方法观察海马神经细胞内凋亡相关蛋白P53、Bax和Bcl-2的表达变化。rn 结果：Hcy(250μmol/L)作用4 h可使体外培养的海马神经细胞凋亡率显著升高，并呈时间依赖性。Hcy(250μmol/L)通过兴奋NMDA受体使神经细胞内游离钙浓度显著升高;通过抑制甲基化反应导致神经细胞的DNA损伤率明显增高;使神经细胞内丙二醛(malonialdehyde，MDA)的产生增多，但并不影响神经细胞的总抗氧化能力(total anti-oxidative capacity，T-AOC)。甲基供体SAM(100μmoL/L)和叶酸(10 μmoL/L)可显著减少Hcy(250μmol/L)所致的DNA损伤，并显著抑制Hcy(250 μmoL/L)引起的海马神经细胞凋亡，但NMDA受体拮抗荆MK-801(1μmoL/L)对Hcy(250 μmoL/L)导致的神经细胞凋亡没有明显的干预作用。Hcy(250 μmol/L)可显著促进凋亡相关蛋白P53、Bax的表达，抑制Bcl-2的表达。SAM(100μmol/L)和叶酸(10μmol/L)可抑制Hcy(250μmoL/L)引起的凋亡相关蛋白表达的改变。rn 结论：高浓度Hcy可通过DNA损伤;促进P53、Bax的表达、抑制Bcl-2的表达;神经兴奋毒作用和氧化损伤等多方面机制对海马神经细胞造成损伤，从而诱导体外培养的海马神经细胞发生凋亡。DNA损伤在Hcy诱导的海马神经细胞凋亡的作用中起着关键作用。sAM和叶酸可通过抑制DNA损伤及凋亡相关蛋白表达的变化从而抑制Hcy引起的海马神经细胞凋亡。