UBIAD1通过抑制nNOS/NO途径减轻氧糖剥夺再灌注损伤

摘要

目的:缺血性脑卒中的发病率和致残率均极高,缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury,IRI)是治疗的关键。UbiA类异戊烯转移酶结构域1蛋白(UbiA prenyltransferase domain containing 1 protein,UBIAD1)是一类具有多种生物学功能的酶,参与线粒体呼吸链电子传递、脂代谢、氧化应激等,这些过程均与IRI有关。本研究探讨UBIAD1在脑IRI中的作用及其作用机制。方法:以小鼠成神经细胞瘤(mouse neuroblastoma Neuro2a,N2a)细胞为研究对象,构建氧糖剥夺再灌注(oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)损伤模型,以过表达UBIAD1的慢病毒载体转染N2a细胞,构建稳定过表达UBIAD1的细胞模型。第1部分实验将N2a细胞分为5组:未经OGD处理(non-OGD)组、经OGD处理4 h后分别再灌注0、4、12、24 h组;第2部分实验将N2a细胞分为6组:正常细胞(Con)+non-OGD组、转染空载体细胞(EV)+non-OGD组、UBIAD1过表达细胞(OE)+non-OGD组、Con+OGD处理(OGD/R)组、EV+OGD/R组、OE+OGD/R组;第3部分将N2a细胞分为8组:Con+non-OGD组、OE+non-OGD组、Con+non-OGD+NOS特异性抑制剂7-硝基吲唑(7-nitroindazole,7-NI)组、OE+non-OGD+7-NI组、Con+OGD/R组、OE+OGD/R组、Con+OGD/R+7-NI组、OE+OGD/R+7-NI组。使用激光共聚焦扫描显微镜观察高尔基体形态改变,流式细胞术检测细胞凋亡率,MTT法检测细胞活力,Griess试剂盒检测NO的释放,分别通过real-time PCR和蛋白质印迹法检测细胞UBIAD1、分泌途径衍生钙离子转运ATP酶1(secretory pathway Ca2+-ATPase isoform 1,SPCA1)、NOS的mRNA和蛋白质表达水平。结果:与non-OGD组相比,经OGD处理4 h后再灌注0、4、12及24 h的各组N2a细胞中UBIAD1 mRNA和蛋白质表达水平均明显下调(P<0.05或P<0.01),且再灌注时间越长,UBIAD1表达水平下调越显著。与Con+OGD/R组、EV+OGD/R组相比,OE+OGD/R组UBIAD1 mRNA和蛋白质表达水平均明显上调(均P<0.01),细胞凋亡率均下降(均P<0.01),细胞活力均增高(均P<0.01),高尔基体碎裂较少,形态保存较完整,SPCA1 mRNA和蛋白质表达水平均明显上调(均P<0.05)。OE+non-OGD组与Con+non-OGD组相比,OE+OGD/R组与Con+OGD/R组相比,内皮型NOS(endothelial NOS,eNOS)及神经元型NOS(neuronal NOS,nNOS)的mRNA和蛋白质表达均下调(P<0.05或P<0.01),NO含量均减少(均P<0.01);Con+OGD/R+7-NI组与Con+OGD/R组相比,OE+OGD/R+7-NI组与OE+OGD/R组相比,NO含量均减少(均P<0.01),N2a细胞凋亡率均下降(均P<0.01)。结论:UBIAD1可减轻神经细胞OGD/R损伤,改善OGD/R后高尔基体功能,其机制可能与抑制nNOS/NO途径有关。