氢气对雪旺细胞多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶-1依赖性细胞死亡的调控作用

摘要

目的：探讨氢气（H2）对高糖诱导大鼠雪旺细胞多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶-1（PARP-1）依赖性细胞死亡（PARthanatos）的抑制作用，并探讨其机制。方法将原代培养的大鼠雪旺细胞按随机数字表法分为空白对照组（C组）、H2对照组（H2组）、高渗对照组（M组）、高糖处理组（HG组）、H2治疗组（HG＋H2组）5组。H2组和HG＋H2组用饱和富氢培养基（含H20.6mmol/L）培养，3个对照组用低糖DMEM培养基（总含糖量5.6mmol/L）培养。HG组和HG＋H2组加入44.4mmol/L葡萄糖（培养基总含糖量50mmol/L）培养，C组和H2组加等量生理盐水，M组加等量甘露醇。各组相应处理48h后计算乳酸脱氢酶（LDH）释放率以反映细胞毒性，用酶联免疫吸附试验（ELISA）测定亚硝酸基阴离子（ONOO-）和8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）含量以反映氧化应激损伤和DNA损伤，用蛋白质免疫印迹试验（WesternBlot）检测多聚二磷酸腺苷核糖（PAR）的蛋白表达，用免疫荧光法检测凋亡诱导因子（AIF）的核转位。结果与C组相比，HG组和HG＋H2组细胞毒性明显增加〔LDH释放率：（61.40±2.89）%、（42.80±2.32）%比（9.92±0.38）%，均P＜0.01〕，细胞内ONOO-和8-OHdG含量明显增加〔ONOO-（ng/L）：853.58±51.00、553.11±38.66比113.56±14.22，8-OHdG（ng/L）：1177.37±60.97、732.06±54.29比419.67±28.77，均P＜0.01〕，PAR蛋白表达明显增加（积分A值：0.603±0.028、0.441±0.010比0.324±0.021，均P＜0.01）；而HG＋H2组细胞毒性、ONOO-和8-OHdG含量、PAR表达均较HG组明显降低（均P＜0.01）。H2组及M组各项指标与C组比较差异均无统计学意义。免疫荧光显示，C组、H2组和M组AIF均表达在细胞质中；HG组AIF则在整个细胞中表达，且细胞核中表达尤为明显；HG＋H2组细胞核中有少量AIF表达。说明高糖可以刺激AIF的核转移，而H2可以抑制这一过程。结论高糖处理大鼠雪旺细胞可以使其DNA损伤增加，从而加强其PARthanatos；而H2不仅可以减轻受损细胞的DNA损伤，亦可以抑制这一特殊的死亡过程，降低细胞毒性，具有细胞保护效应。