山东大学学报 (医学版) ›› 2019, Vol. 57 ›› Issue (3): 7-12.doi: 10.6040/j.issn.1671-7554.0.2018.296
温雪彬,傅志俭
WEN Xuebin, FU Zhijian
摘要: 目的 在体内实验中通过评价臭氧对大鼠脊髓神经细胞中内质网应激相关蛋白表达的影响,探讨内质网应激在臭氧脊髓神经毒性机制中的可能作用。 方法 将24只健康清洁级SD大鼠随机分为3组:对照组、低浓度组和高浓度组(每组8只),通过大鼠鞘内置管注射臭氧来模拟椎间盘内和硬膜外腔注射治疗中臭氧进入蛛网膜下腔的过程。对照组仅行鞘内穿刺置管不注射医用臭氧,实验组鞘内置管后分别经导管注射30 μg/mL(低浓度组)和60 μg/mL(高浓度组)医用臭氧10 μL。医用臭氧鞘内注射后24 h,每组取3只大鼠,断颈取材,采用Western blotting测定L2~4节段脊髓组织中GRP78、CHOP、Caspase-12和Sig-1R蛋白表达水平;所有大鼠在注射臭氧前及注射后12 d,每日对大鼠进行步态评分测定及记录。 结果 与对照组相比,鞘内注射低浓度和高浓度的医用臭氧后,大鼠步态评分升高,差异有统计学意义(P<0.05),且高浓度组大鼠后肢运动功能恢复时间长于低浓度组。Western blotting结果显示,与对照组相比,低浓度和高浓度臭氧作用24 h后脊髓神经细胞中内质网应激相关蛋白GRP78(P<0.05)、Sig-1R(P<0.05)、内质网凋亡相关蛋白CHOP(P<0.05)和Caspase-12(P<0.05)的表达水平均增加(P<0.05),差异有统计学意义。与低浓度组相比,高浓度组臭氧作用24 h后脊髓神经细胞中内质网应激相关蛋白GRP78、Sig-1R、内质网凋亡相关蛋白CHOP和Caspase-12的表达水平增加,差异有统计学意义(P<0.05)。 结论 在体内实验中,低浓度和高浓度的医用臭氧均可引起脊髓神经元发生内质网应激并最终导致细胞凋亡,导致大鼠运动功能发生不同程度的损伤。其机制可能是低浓度医用臭氧激活CHOP途径的细胞凋亡,而高浓度医用臭氧可以激活CHOP和Caspase-12途径的细胞凋亡。
中图分类号:
| [1] Barbosa DC, Angelos JSD, Macena GMJ, et al. Effects of ozone on the pain and disability in patients with failed back surgery syndrome[J]. Rev Assoc Med Bras(1992), 2017, 63(4): 355-360. [2] Ginanneschi F, Cervelli C, Milani P, et al. Ventral and dorsal root injury after oxygen-ozone therapy for lumbar disk herniation[J]. Surg Neurol, 2006, 66(6): 619-620. [3] 林小雯, 傅志俭, 赵序利, 等. 低浓度医用臭氧对胎鼠离体脊髓神经元钙通道的影响[J]. 中华麻醉学杂志, 2010, 30(10): 1189-1191. LIN Xiaowen, FU Zhijian, ZHAO Xuli, et al. Effect of low-concentration ozone on calcium channels in fetal rat spinal cord neurons in vitro[J]. Chinese Journal of Anesthesiology, 2010, 30(10): 1189-1191. [4] Li Y, Lin XW, Zhao XJ, et al. Ozone(O3)elicits neurotoxicity in spinal cord neurons(SCNs)by inducing ER Ca(2+)release and activating the CaMKII/MAPK signaling pathway[J]. Toxicol Appl Pharmacol, 2014, 280(3): 493-501. [5] Dong Y, Kalueff AV, Song C. N-methyl-d-aspartate receptor-mediated calcium overload and endoplasmic reticulum stress are involved in interleukin-1beta-induced neuronal apoptosis in rat hippocampus[J]. J Neuroimmunol, 2017, 307(6): 7-13. [6] Hughes A, Oxford AE, Tawara K, et al. Endoplasmic reticulum stress and unfolded protein response in cartilage pathophysiology; contributing factors to apoptosis and osteoarthritis[J]. Int J Mol Sci, 2017, 18(3): E665. doi:10.3390/ijms18030665. [7] Poon YY, Chang AY, Ko SF, et al. An improved procedure for catheterization of the thoracic spinal subarachnoid space in the rat[J]. Anesth Analg, 2005, 101(1): 155-160. [8] LoPachin RM, Ross JF, Reid ML, et al. Neurological evaluation of toxic axonopathies in rats: acrylamide and 2, 5-hexanedione[J]. Neurotoxicology, 2002, 23(1): 95-110. [9] Chong WC, Shastri MD, Eri R. Endoplasmic reticulum stress and oxidative stress: a vicious nexus implicated in bowel disease pathophysiology[J]. Int J Mol Sci, 2017, 18(4): E771. doi:10.3390/ijms18040771. [10] 张维, 傅志俭, 谢珺田, 等. 鞘内注射医用臭氧对兔行为学和脑脊液超氧化物歧化酶、丙二醛水平的影响[J]. 中华麻醉学杂志, 2006, 26(6): 552-554. ZHANG Wei, FU Zhijian, XIE Juntian, et al. Effects of intrathecal ozone on pain threshold,motor function and CSF superoxide dismutase activity and malondialdehyde concentration in rabbits[J]. Chinese Journal of Anesthesiology, 2006, 26(6): 552-554. [11] Casas C. GRP78 at the Centre of the Stage in Cancer and Neuroprotection[J]. Front Neurosci, 2017, 11: 177. doi:10.3389/fnins.2017.00177. [12] Rozpedek W, Pytel D, Mucha B, et al. The role of the PERK/eIF2α/ATF4:CHOP signaling pathway in tumor progression during endoplasmic reticulum stress[J]. Curr Mol Med, 2016, 16(6): 533-544. [13] Li YM, Guo YS, Tang J, et al. New insights into the roles of CHOP-induced apoptosis in ER stress[J]. Acta Biochim Biophys Sin(Shanghai), 2015, 47(2): 146-147. [14] Vande Walle L, Jiménez Fernández D, Demon D, et al. Does caspase-12 suppress inflammasome activation?[J]. Nature, 2016, 534(7605):E1-E4. doi:10.1038/nature17649. [15] Garcia de la Cadena S, Massieu L. Caspases and their role in inflammation and ischemic neuronal death. Focus on Caspase-12[J]. Apoptosis, 2016, 21(7): 763-777. [16] Rodríguez-Martínez E, Nava-Ruiz C, Escamilla-Chimal E, et al. The effect of chronic ozone exposure on the activation of endoplasmic reticulum stress and apoptosis in rat hippocampus[J]. Front Aging Neurosci, 2016, 8: 245. doi:10.3389/fnagi.2016.00245. [17] Zhu HG, Xie R, Liu XD, et al. MicroRNA-494 improves functional recovery and inhibits apoptosis by modulating PTEN/AKT/mTOR pathway in rats after spinal cord injury[J]. Biomed Pharmacother, 2017, 92: 879-887. doi:10.1016/j.biopha.2017.05.143. [18] Kim DK, Kweon KJ, Kim P, et al. Ginsenoside Rg3 improves recovery from spinal cord injury in rats via suppression of neuronal apoptosis, pro-inflammatory mediators, and microglial activation[J]. Molecules, 2017, 22(1): E122. doi:10.3390/molecules22010122. [19] He ZL, Zhou YL, Huang Y, et al. Dl-3-n-butylphthalide improves functional recovery in rats with spinal cord injury by inhibiting endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis[J]. Am J Transl Res, 2017, 9(3): 1075-1087. [20] 田素明, 宋文阁, 傅志俭, 等. 不同剂量胶原酶硬膜外腔侧隐窝注射治疗腰间盘突出症的疗效对比[J]. 中华麻醉学杂志, 2003, 23(1): 70-71. [21] 宋文阁, 傅志俭, 马玲. 硬膜外腔侧隐窝穿刺的研究[J]. 中华麻醉学杂志, 1998, 18(4): 248-250. [22] Maurice T, Goguadze N. Sigma-1(σ1)receptor in memory and neurodegenerative diseases[J]. Handb Exp Pharmacol, 2017, 244:81-108. doi: 10.1007/164_2017_15. [23] Su TP, Su TC, Nakamura Y, et al. The sigma-1 receptor as a pluripotent modulator in living systems[J]. Trends Pharmacol Sci, 2016, 37(4): 262-278. doi:10.1016/j.tips.2016.01.003. [24] Raineteau O, Fouad K, Bareyre FM, et al. Reorganization of descending motor tracts in the rat spinal cord[J]. Eur J Neurosci, 2002, 16(9): 1761-1771. [25] Kakizaki H, de Groat WC. Reorganization of somato-urethral reflexes following spinal cord injury in the rat[J]. J Urol, 1997, 158(4): 1562-1567. |
| [1] | 吴逸南 葛志明 李方 贺红 姜虹 张运. 自发性高血压大鼠肾脏血管紧张素转换酶2的表达[J]. 山东大学学报(医学版), 2209, 47(6): 5-. |
| [2] | 祝林 胡三元 张光永 丁祥就. 前列腺素E2对阻塞性黄疸大鼠小肠粘膜形态的保护作用[J]. 山东大学学报(医学版), 2209, 47(6): 12-. |
| [3] | 张士宝 刘庆勇 阮喜云 陈杰 张建军 李宗武 杨广笑 王全颖. NT4-SAC-HA2-TAT融合基因表达载体的构建及鉴定[J]. 山东大学学报(医学版), 2209, 47(6): 15-19. |
| [4] | 孙涛 张道来 谢珊珊 王玉卓 冯玉新 辛华. 酒精对原代培养的神经前体细胞间隙连接蛋白43表达的影响[J]. 山东大学学报(医学版), 2209, 47(6): 20-. |
| [5] | 张道来 孙涛 谢珊珊 王玉卓 赵玲 冯玉新 辛华. 体外原代培养胎鼠大脑皮层神经元NMDAR1亚基表达的发育性变化[J]. 山东大学学报(医学版), 2209, 47(6): 28-32. |
| [6] | 鹿向东 杨伟 徐广明 曲元明. 脑膜瘤中PPAR-γ的表达及曲格列酮对脑膜瘤培养细胞生长的影响[J]. 山东大学学报(医学版), 2209, 47(6): 65-. |
| [7] | 陈杨,冯莹,卢晓,郑蓉. 半乳糖凝集素-3通过PI3K/Akt/mTOR通路促进巨噬细胞自噬分化[J]. 山东大学学报 (医学版), 2026, 64(4): 14-22. |
| [8] | 殷悦,莫振飞,吴培昕,刘金霞,魏元辉,任佳博,李春笋. GPX1基因在肺癌中的表达特征及其对肺腺癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡的影响[J]. 山东大学学报 (医学版), 2026, 64(1): 65-73. |
| [9] | 肖长春,余林玲,鄢德瑞,朱昱. 合肥市空气O3对儿童呼吸系统疾病急诊就诊量的影响[J]. 山东大学学报 (医学版), 2025, 63(2): 95-103. |
| [10] | 李响,张艺,王雪纯,徐梦超,王月兰. 氧化应激在创伤性脑损伤诱发急性肺损伤中的研究进展[J]. 山东大学学报 (医学版), 2025, 63(2): 118-124. |
| [11] | 张洁,张芳芳,王靖楠,李泽宇,宋颖,李娜. circ_0000144在乳腺癌中的表达及其对乳腺癌细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响[J]. 山东大学学报 (医学版), 2025, 63(1): 35-42. |
| [12] | 杜学识,倪向敏,梁馨予,白倩,朱文艺,王建. 雌马酚对DN的保护作用及潜在靶点[J]. 山东大学学报 (医学版), 2024, 62(8): 49-58. |
| [13] | 王静,刘晓菲,曾荣,许长娟,张锦涛,董亮. 基于机器学习算法鉴定哮喘的坏死性凋亡相关生物标志物[J]. 山东大学学报 (医学版), 2024, 62(7): 21-32. |
| [14] | 姜子晗,芦兴晨,孙露,赵蕙琛,左丹,马小莉,刘元涛,张玉超. NR4A1通过IκBα/NF-κB通路调控过氧化氢诱导人脐静脉内皮细胞凋亡的机制[J]. 山东大学学报 (医学版), 2024, 62(3): 11-19. |
| [15] | 赵子辉,王旭阳,张鹏,方宁宁,石端博,杨帆,杨晓玫,吴剑波. 经膈肌穿刺法快速准确评估大鼠肺动脉高压[J]. 山东大学学报 (医学版), 2024, 62(2): 20-28. |
|
||