活性氧和蛋白激酶B磷酸化在百草枯介导的小胶质细胞活化中的作用

来源：环境与职业医学杂志 2021年第1期北京时间：

作者：肖洪喜, 李倩, 邵一鸣, 常秀丽, 周志俊,

摘要：背景百草枯（PQ）可诱导中枢神经系统的小胶质细胞活化，但其机制尚不清楚。目的通过体外实验，探究PQ介导的小胶质细胞活化的分子机制，聚焦于活性氧（ROS）和蛋白激酶B（Akt）磷酸化在该过程中的作用。方法使用不同浓度的PQ（0、1、3.3、10、33、100 μmol·L-1）对小鼠小胶质细胞系BV-2细胞进行染毒12 h，采用细胞计数试剂盒（CCK-8）检测细胞活力。选择不引起细胞活性改变的最高染毒剂量（33 μmol·L-1）进行后续研究。用33 μmol·L-1 PQ染毒12 h，采用流式细胞技术检测小胶质细胞经典活化（M1活化）的标志一氧化氮合酶（iNOS）、选择性活化（M2活化）的标志CD206的水平以及ROS和磷酸化-Akt的水平；采用ELISA方法检测M1活化分泌的促炎细胞因子白介素6（IL-6）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白介素1β（IL-1β）以及M2活化分泌的抑炎细胞因子白介素4（IL-4），胰岛素样生长因子1（IGF-1）和转化生长因子β（TGF-β）的水平。采用2 mmol·L-1乙酰半胱氨酸（NAC）在PQ染毒前处理细胞2 h以干预ROS，再更换含PQ的培养基染毒12 h后，用RT-PCR的方法检测iNOS、CD206及IL-1β的基因表达。使用Akt抑制剂（Akt inhibitor Ⅷ，5 μmol·L-1）和激活剂（SC79，20μmol·L-1）在PQ染毒前预处理细胞2h，再更换含PQ的培养基染毒12 h，检测干预后iNOS、CD206和IL-1β的水平。结果在33 μmol·L-1 PQ染毒12 h下，小胶质细胞iNOS水平升高（t=8.912，P < 0.001），促炎细胞因子IL-6、TNF-α、IL-1β均升高（t=2.710、3.342、5.078，P值均 < 0.05）；但CD206和抑炎因子水平改变差异均无统计学意义（P>0.05）；小胶质细胞胞内ROS水平升高（t=11.907，P < 0.001），而Akt磷酸化则被抑制（t=6.152，P < 0.001）。NAC预处理后，PQ染毒引起的iNOS、IL-1β和CD206基因表达水平的增加均被逆转（t=15.457、6.912、9.106，均P < 0.001）。Akt抑制剂的使用，使iNOS和IL-1β水平相较于PQ染毒组进一步升高（t=8.021、3.684，分别P < 0.001、P < 0.01），CD206的水平则降低（t=2.662，P < 0.05）。与之相反，Akt激活剂预处理抑制了PQ染毒引起的iNOS和IL-1β水平的升高（t=6.835、4.325，分别P < 0.001、P < 0.01），而CD206的水平升高（t=17.471，P < 0.001）。在ROS与Akt的关系上，使用NAC干预ROS时，PQ引起的Akt磷酸化抑制得到恢复（t=6.438，P < 0.001）；而无论使用Akt抑制剂还是激活剂，均不改变ROS的水平（P>0.05）。结论PQ可通过升高ROS，进而抑制Akt磷酸化引起小胶质细胞的促炎活化。干预ROS可同时抑制小胶质细胞的M1和M2活化；而Akt磷酸化的激活能调节PQ介导的小胶质细胞活化方向。

关键词：百草枯, 小胶质细胞, 活性氧, 蛋白激酶B, 磷酸化,