叶酸和维生素B12通过Bcl-2/Bax途径抑制砷诱导SH-SY5Y细胞凋亡

摘要

目的 探讨三氧化二砷(As2O3)诱导人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y细胞)凋亡及叶酸(FA)和维生素B12(VB12)的保护作用.方法 体外培养SH-SY5Y细胞,采用成组设计分为6组:对照组(正常培养)、砷暴露组(10.00 μmol/L As2O3)、FA 干预组(0.30 mmol/L FA+10.00μmol/L As2O3)、VB12干预组(0.06 mmol/L VB12+10.00 μmol/L As2O3)、联合干预组(0.30 mmol/L FA+0.06 mmol/L VB12+10.00 μmol/L As2O3)及试剂对照组(0.30 mmol/L FA+0.06 mmol/L VB12)),各组细胞培养24 h(n = 3).通过流式细胞仪测定各组细胞凋亡率;透射电镜观察细胞超微结构变化;实时荧光定量PCR和蛋白质免疫印迹分别检测细胞凋亡相关指标B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)及Bcl-2相关X蛋白(Bax)的mRNA和蛋白表达情况;发光法检测细胞含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)3活性,并对以上指标进行统计分析.结果 各组间细胞凋亡率比较,差异有统计学意义(F = 213.036,P＜ 0.05).砷暴露组细胞凋亡率[(44.43 ± 3.54)％]高于对照、FA干预、VB12干预、联合干预组[(1.80±0.06)％、(14.37±0.13)％、(19.10±1.56)％、(17.11±2.34)％,P均＜0.05].透射电镜下可见砷暴露组SH-SY5Y细胞凋亡小体增多、线粒体肿胀变性、染色质凝集等,FA和VB12单独及联合干预后细胞形态及细胞器改变明显改善.各组间细胞Bcl-2、Bax mRNA和蛋白表达水平比较,差异均有统计学意义(F = 5.178、7.169,6.142、9.194,P均＜ 0.05).砷暴露组Bcl-2蛋白表达水平低于对照组(P ＜ 0.05),Bax mRNA和蛋白表达水平均高于对照组(P均＜ 0.05);FA干预和联合干预组Bcl-2 mRNA和蛋白表达水平均高于砷暴露组(P均＜ 0.05),VB12干预组Bcl-2 mRNA表达水平高于砷暴露组(P ＜ 0.05);FA干预、VB12干预和联合干预组Bax mRNA和蛋白表达水平均低于砷暴露组(P均＜ 0.05).各组间细胞Caspase 3活性比较,差异有统计学意义(F= 84.604,P＜ 0.05).砷暴露组细胞Caspase 3活性高于对照、FA干预、VB12干预、联合干预组(P均＜0.05).结论 砷暴露可导致SH-SY5Y细胞凋亡及超微结构改变,FA和VB12可能通过调控Bcl-2/Bax途径、降低Caspase 3活性抑制细胞凋亡,在分子水平上发挥对神经细胞的保护作用.