醋酸铅暴露致小胶质细胞系BV-2细胞铁死亡的机制研究

摘要

[背景]铅暴露可诱导小胶质细胞死亡,但是机制尚不清楚。铁死亡是新发现的一种细胞死亡方式,在铅暴露导致的小胶质细胞死亡中的作用还未见报道。[目的]探讨铁死亡在铅暴露致小胶质细胞死亡中的作用,以期为铅的神经毒性机制研究提供理论依据。[方法]小胶质细胞系BV-2细胞与0、10、20、40μmol·L^(-1)醋酸铅共同培养24 h,40μmol·L^(-1)醋酸铅组中加入铁螯合剂(DFO),即为40+DFO组;用倒置显微镜观察铅暴露后BV-2细胞形态的变化;组织铁试剂盒、谷胱甘肽试剂盒分别检测细胞内铁、谷胱甘肽(GSH);流式细胞术检测脂质活性氧(ROS)荧光强度。Western Blotting、qPCR检测谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、转铁蛋白受体1(TFR-1)、二价金属转运蛋白1(DMT1)、膜铁转运蛋白1(FPN1)蛋白及mRNA的表达。[结果]与对照组比较,随着铅染毒剂量的增加,BV-2细胞数量减少,且形态呈大而圆的阿米巴状;10、20、40μmol·L^(-1)醋酸铅组BV-2细胞内铁的水平分别为(1.08±0.04)、(1.29±0.03)、(1.72±0.10)mg·g^(–1)(以蛋白计,后同),均高于对照组(P<0.05),且40+DFO组细胞内铁水平为(1.34±0.10)mg·g^(–1),低于40μmol·L^(-1)醋酸铅组的(1.72±0.03)mg·g^(–1)(P<0.05);与对照组比较,10、20、40μmol·L^(-1)醋酸铅组的BV-2细胞中TFR-1、DMT1蛋白和mRNA表达均增加,差异有统计学意义(P<0.05),且40μmol·L^(-1)醋酸铅组尤为显著;FPN1蛋白表达无明显变化,但10、20、40μmol·L^(–1)醋酸铅组BV-2细胞中FPN1 mRNA的表达均明显下降(P<0.05)。与对照组比较,三个铅染毒组BV-2细胞内GSH水平均下降,脂质ROS水平升高;相比于40μmol·L^(−1)醋酸铅组,40+DFO组中GSH升高了12.30%,脂质ROS含量下降了13.00%(P<0.05)。10、20、40μmol·L^(−1)醋酸铅组中GPX4蛋白表达分别降低为对照组的50.00%、35.00%、17.00%,同时GPX4 mRNA表达也下降;20、40μmol·L^(−1)醋酸铅组中SLC7 A11蛋白和mRNA表达均低于对照组,其中,40μmol·L^(−1)醋酸铅组下降最为明显(P<0.05)。[结论]铅暴露诱导BV-2细胞发生铁死亡,铁转运失衡及氧化损伤可能参与了铅诱导BV-2细胞铁死亡的发生发展。