氯菊酯对人小胶质细胞HMC3的毒性效应及潜在机制

来源：环境与职业医学杂志 2024年第3期北京时间：

作者：张婉莉, 单文琪, 陈超, 董昊炜, 袁浩, 周秋明, 陶峰, 彭恒, 马雅军,

摘要：背景氯菊酯是一种常用的拟除虫菊酯类杀虫剂，研究发现其具有潜在神经系统毒性。小胶质细胞是中枢神经系统中的天然免疫细胞，参与一系列神经退行性疾病的发生。目的本研究观察氯菊酯在体外对人小胶质细胞HMC3的毒性效应，并探讨其机制。方法使用0、10、25、55 μmol·L−1的氯菊酯染毒HMC3 72 h后，使用流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡，实时荧光定量PCR（qPCR）检测细胞周期蛋白依赖性激酶1基因（CDK1）、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1A基因（CDKN1A）、细胞周期蛋白B2基因（CCNB2）、肿瘤蛋白p53基因（p53）、凋亡相关因子基因（FAS）、胱天蛋白酶3基因（CASP3）和H2A变体组蛋白基因（H2AX）的表达。转录组测序（RNA-seq）检测0、25 μmol·L−1氯菊酯染毒后HMC3的差异基因和富集通路。再次使用0、10、25、55 μmol·L−1的氯菊酯染毒HMC3 72 h后，使用格里斯试剂法检测上清中一氧化氮（NO）含量，酶联免疫吸附法检测白细胞介素（IL）-6的分泌水平，qPCR检测丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路（包括MAPK1、MAPK8、MAPK14）、IL-1β、IL-6和基质金属蛋白酶（MMP）家族（包括MMP1、MMP2、MMP3和MMP9）的mRNA表达情况，蛋白质印记法（Western blot）检测磷酸化p38（p-p38）、磷酸化细胞外信号调节激酶（p-ERK）、IL-1β、IL-6和MMP1蛋白表达情况。结果0、10、25、55 μmol·L−1氯菊酯染毒细胞后，HMC3在G2/M期阻滞，其中55 μmol·L−1氯菊酯染毒组与对照组差异有统计学意义（P<0.01），qPCR结果显示CDKN1A mRNA表达较对照组上调（P<0.05）。各组细胞凋亡比例差异无统计学意义（P＞0.05）。RNA-seq结果提示差异基因富集于MAPK通路。qPCR结果提示55 μmol·L−1染毒组MAPK1、MAPK8和MAPK14的mRNA表达较对照组上调（P<0.05）。Western blot发现，与对照组相比，10 μmol·L−1氯菊酯染毒组的p-p38和p-ERK水平均升高（P＜0.05），25 μmol·L−1氯菊酯染毒组的p-ERK水平升高（P＜0.05），55 μmol·L−1氯菊酯染毒组的p-p38水平升高（P＜0.05）。与对照组相比，染毒后的HMC3上清液中NO分泌量增加（P<0.05），IL-6的mRNA、蛋白表达和分泌量呈上升趋势，IL-1β的mRNA和蛋白表达上调（P<0.05），25、55 μmol·L−1组MMP1的mRNA和蛋白表达上调（P<0.05）。结论氯菊酯在体外抑制HMC3细胞增殖，诱导细胞周期阻滞，可激活MAPK通路，促进炎症因子IL-1β以及MMP1表达，可能是氯菊酯致人神经毒性的机制之一。

关键词：氯菊酯, 小胶质细胞, 白细胞介素-1β, 基质金属蛋白酶, 丝裂原活化蛋白激酶, 炎症反应,