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

作者：王乔雨; 孙洪娜; 周齐; 王腾; 高彦辉; 孙殿军^*

来源：中华地方病学杂志, 2021, 40(01): 5-11.

DOI：10.3760/cma.j.cn231583-20200405-00073

• 砷
• 叶酸
• 维生素B12
• 凋亡

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 + 10.00 μmol/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。

• 出版日期2021
• 单位中国疾病预防控制中心; 哈尔滨医科大学