神经损伤中程序性细胞坏死与necrostatins神经保护作用初探

中枢神经系统是体内重要的调节系统,对维持认知、心血管活动和运动等功能起重要作用。由于中枢神经损伤后难以修复再生,因此对相关神经系统疾病以及损伤中神经元和神经胶质细胞的死亡机制尤为重视。程序性细胞坏死是一种可被necrostatins(特异阻断程序性细胞坏死相关的一类药物)选择性干预的新发现的细胞死亡方式。该发现为干预细胞死亡、治疗神经系统疾病提供了新的可能。文中综合神经系统相关的程序性细胞坏死的研究,重点阐述necrostatins的神经保护作用和探讨程序性细胞坏死在神经系统中的功能意义。

程序性坏死参与铝致神经母细胞瘤细胞死亡机制

目的探讨程序性坏死(necroptosis)在铝致神经细胞死亡中的作用,以完善铝致神经细胞死亡的机制研究。方法用4mmol·L-1AlCl3·6H2O染毒神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y制作铝致神经细胞死亡模型,用RNA干扰技术(RNAi)抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase)3基因的表达;用程序性坏死的特异性阻断剂necrostatin-1(Nec-1)抑制程序性坏死的产生。检测不同处理、处理后不同时间点细胞的活力变化,荧光定量PCR法检测RNAi效率,流式细胞仪检测细胞的凋亡率及坏死率改变,免疫组织化学法检测蛋白表达量的差异。结果通过细胞活力在不同小干扰RNA(siRNA)序列、不同转染剂量、不同作用时间点的变化,找到其最适转染浓度为10nmol·L-1,最适作用时间为转染后48h。通过RNAi抑制caspase 3基因表达的差异,筛选出最有效序列为caspase 3 siRNA1序列;荧光染色并观察计数表明caspase 3 siRNA的转染效率为93.0%,其干扰效率为63.0%,对caspase3蛋白表达有显著的阻抑效应。Caspase 3 siRNA单独作用于染铝SH-SY5Y细胞,可以显著提高细胞活力,降低其凋亡率;Nec-1单独作用于染铝SH-SY5Y细胞可以显著提高其细胞活力,降低细胞坏死率;共同作用在染铝SH-SY5Y细胞时两者有增强作用,可以显著提高细胞活力,并同时降低SH-SY5Y细胞的凋亡率及坏死率。结论在铝致神经细胞死亡的机制中,除了传统上认为的凋亡和坏死途径外,还有程序性坏死的存在。

人肾小管上皮细胞necroptosis模型的构建

目的:以体外培养的人肾小管上皮细胞(HK-2细胞)为靶细胞,构建肾小管上皮细胞凋亡样坏死(necroptosis)的模型。方法:采用肿瘤坏死因子α(tumor nercosis factorα,TNF-α)诱导细胞凋亡,同时采用抗霉素A(antimycin A)耗竭ATP,构建肾小管上皮细胞凋亡的模型,并以caspase-8抑制剂苄氧羰酰-缬氨酰-丙氨酰-天冬氨酰-氟甲基酮(benzyloxycarbonyl-Val-Ala-Asp-fluoromethylketone,zVAD-fmk)阻断凋亡,用necroptosis的特异性抑制剂necrostatin-1(Nec-1)阻断necroptosis,观察细胞在不同的处理下形态学的变化,同时检测细胞存活率及标志物微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ(microtubule-associated protein 1 light chain 3-Ⅱ,LC3-Ⅱ)的表达。结果:(1)在TNF-α+zVAD-fmk+antimycin A处理1 h时细胞及细胞器膨胀,电镜下细胞膜碎裂,线粒体变圆、肿胀,嵴逐渐模糊,胞浆中出现大量自噬小体,而Nec-1预处理后细胞的坏死程度较对照组明显改善。(2)在TNF-α+zVAD-fmk+antimycin A1 h实验组,Nec-1预处理后细胞的存活率显著增加(P<0.05)。(3)TNF-α+zVAD-fmk+antimycin A干预1 h实验组在Nec-1预处理后LC3-Ⅱ的表达量明显下降(P<0.05)。结论:凋亡环境中阻断凋亡可以诱导肾小管上皮细胞necroptosis,抑制剂Nec-1能特异性阻断肾小管上皮细胞发生坏死。

RIP1–RIP3/MLKL信号通路与Necrostatin在急性胰腺炎治疗中的应用进展

坏死性凋亡是细胞程序性死亡的一种,其过程受复杂的信号通路调控,其中较为重要的信号通路是RIP1–RIP3/MLKL通路。坏死性凋亡是一种重要的促炎细胞死亡途径,在机体炎症性疾病的发生发展中起到重要的作用。而急性胰腺炎(Acute pancreatitis,AP)作为一种临床上常见的实质器官炎症性疾病,其主要发病机制与坏死性凋亡密切相关。因此,阻断RIP1–RIP3/MLKL信号通路对于抑制急性胰腺炎中胰腺腺泡细胞坏死性凋亡的进展可以作为急性胰腺炎针对发病机制的治疗方法。对于该通路的阻断药物,目前研究较为广泛的是Necrostatin,相关研究已取得一定成果并部分应用于临床。同时,越来越多类似药物已被开发出来,对此笔者检索相关文献,对RIP1–RIP3/MLKL信号通路发病机制以及在AP中的作用进行总结,并对Necrostatin及其同类型药物的应用进展作一综述。为临床上急性胰腺炎的药物治疗方面提供新的治疗方向。

Necroptosis的调控机制及其在组织及细胞缺血损伤中的作用和意义

Necroptosis不同于坏死和凋亡，具有坏死的细胞形态特点和自噬的活化，并且是主动耗能的，是被一系列信号传导通路所调控的细胞死亡机制。Necroptosis的发现和确认为细胞死亡的逆转和治疗开创了一个新的研究和应用途经。RIPl激酶是调控Necroptosis形成的关键酶，Necrostatins则是一类小分子化合物，它通过特异性地抑制细胞RIPl激酶而抑制Necroptosis的形成。