目的探索TAR DNA结合蛋白43(transactive response DNA binding protein 43,TDP-43)在氧化应激诱导的小鼠神经元(neuro-2a,N2a)细胞损伤及小鼠痛觉敏化中的作用及机制。方法①为评估最佳诱导浓度,不同浓度的H_(2)O_(2)处理N2a细胞分为4...目的探索TAR DNA结合蛋白43(transactive response DNA binding protein 43,TDP-43)在氧化应激诱导的小鼠神经元(neuro-2a,N2a)细胞损伤及小鼠痛觉敏化中的作用及机制。方法①为评估最佳诱导浓度,不同浓度的H_(2)O_(2)处理N2a细胞分为4组:对照组、200μmol/L H_(2)O_(2)组、400μmol/L H_(2)O_(2)组和800μmol/L H_(2)O_(2)组。②为评估最佳诱导时间,400μmol/L H_(2)O_(2)处理N2a细胞分为4组:对照组、6 h H_(2)O_(2)组、12 h H_(2)O_(2)组和24 h H_(2)O_(2)组。③为验证线粒体DNA(mitochondria DNA,mtDNA)释放途径,使用环孢素(cyclosporin,CsA)抑制线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,mPTP)分为3组:对照组、24 h H_(2)O_(2)组和24 h H_(2)O_(2)+CsA组。④为验证TDP-43介导的细胞损伤机制,siRNA抑制TDP-43后分为3组:对照组、24 h H_(2)O_(2)组、24 h H_(2)O_(2)+siTDP-43组。⑤采用CCK-8检测细胞活性,EdU检测细胞增殖,Western blot检测TDP-43、神经元标志物(neuronal nuclei,NeuN)、环状GMP-AMP合酶(cylic GMP-AMP synthase,cGAS)和干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon,STING)表达,qPCR检测mtDNA,免疫染色观察细胞内TDP-43表达变化,Calcein AM染色评估mPTP开放。⑥为验证TDP-43在神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)中的作用,将24只6~8周健康SPF级雄性C57BL/6J小鼠(体质量25~30 g)使用随机数字表法分为3组:对照组、慢性压迫性损伤(chronic constriction injury,CCI)组、CCI+siTDP-43组,术前1 d和术后7、14、21 d进行鞘内注射siTDP-43;术前1 d和术后1、3、5、7、14、21 d通过von Frey纤维丝和热辐射法测定小鼠机械痛阈值和热痛阈值,免疫荧光检测术后21 d腰段(L5-L6)脊髓背角中TDP-43与NeuN的变化。结果氧化应激刺激诱导N2a中TDP-43蛋白表达增加,刺激mtDNA通过mPTP释放,上调cGAS、STING的表达,影响N2a的细胞活性(P<0.05);CsA抑制mPTP通道的开放并减少mtDNA释放(P<0.05);下调TDP-43的表达后可显著降低mtDNA的释放,抑制cGAS和STING的表达,并恢复N2a细胞的增殖能力(P<0.05)。CCI术后5 d,小鼠机械痛阈值和热痛阈值出现明显下降并持续至21 d(P<0.05);CCI小鼠术后21 d脊髓背角神经元中TDP-43表达增加(P<0.05);鞘内注射siRNA抑制TDP-43后,可提高CCI小鼠的机械痛阈值和热痛阈值(P<0.05)。结论氧化应激诱导神经元细胞TDP-43蛋白增加,刺激mtDNA通过mPTP释放到细胞质,激活cGAS/STING通路,导致神经元损伤并加重CCI小鼠痛觉敏化。展开更多
文摘目的探索TAR DNA结合蛋白43(transactive response DNA binding protein 43,TDP-43)在氧化应激诱导的小鼠神经元(neuro-2a,N2a)细胞损伤及小鼠痛觉敏化中的作用及机制。方法①为评估最佳诱导浓度,不同浓度的H_(2)O_(2)处理N2a细胞分为4组:对照组、200μmol/L H_(2)O_(2)组、400μmol/L H_(2)O_(2)组和800μmol/L H_(2)O_(2)组。②为评估最佳诱导时间,400μmol/L H_(2)O_(2)处理N2a细胞分为4组:对照组、6 h H_(2)O_(2)组、12 h H_(2)O_(2)组和24 h H_(2)O_(2)组。③为验证线粒体DNA(mitochondria DNA,mtDNA)释放途径,使用环孢素(cyclosporin,CsA)抑制线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,mPTP)分为3组:对照组、24 h H_(2)O_(2)组和24 h H_(2)O_(2)+CsA组。④为验证TDP-43介导的细胞损伤机制,siRNA抑制TDP-43后分为3组:对照组、24 h H_(2)O_(2)组、24 h H_(2)O_(2)+siTDP-43组。⑤采用CCK-8检测细胞活性,EdU检测细胞增殖,Western blot检测TDP-43、神经元标志物(neuronal nuclei,NeuN)、环状GMP-AMP合酶(cylic GMP-AMP synthase,cGAS)和干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon,STING)表达,qPCR检测mtDNA,免疫染色观察细胞内TDP-43表达变化,Calcein AM染色评估mPTP开放。⑥为验证TDP-43在神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)中的作用,将24只6~8周健康SPF级雄性C57BL/6J小鼠(体质量25~30 g)使用随机数字表法分为3组:对照组、慢性压迫性损伤(chronic constriction injury,CCI)组、CCI+siTDP-43组,术前1 d和术后7、14、21 d进行鞘内注射siTDP-43;术前1 d和术后1、3、5、7、14、21 d通过von Frey纤维丝和热辐射法测定小鼠机械痛阈值和热痛阈值,免疫荧光检测术后21 d腰段(L5-L6)脊髓背角中TDP-43与NeuN的变化。结果氧化应激刺激诱导N2a中TDP-43蛋白表达增加,刺激mtDNA通过mPTP释放,上调cGAS、STING的表达,影响N2a的细胞活性(P<0.05);CsA抑制mPTP通道的开放并减少mtDNA释放(P<0.05);下调TDP-43的表达后可显著降低mtDNA的释放,抑制cGAS和STING的表达,并恢复N2a细胞的增殖能力(P<0.05)。CCI术后5 d,小鼠机械痛阈值和热痛阈值出现明显下降并持续至21 d(P<0.05);CCI小鼠术后21 d脊髓背角神经元中TDP-43表达增加(P<0.05);鞘内注射siRNA抑制TDP-43后,可提高CCI小鼠的机械痛阈值和热痛阈值(P<0.05)。结论氧化应激诱导神经元细胞TDP-43蛋白增加,刺激mtDNA通过mPTP释放到细胞质,激活cGAS/STING通路,导致神经元损伤并加重CCI小鼠痛觉敏化。
