锰对大鼠脉络丛-脑脊液系统的毒性损伤作用及其相关的差异.doc

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1、脉络丛脉络丛-脑脊液中锰毒性差异表达谱及脑脊液中锰毒性差异表达谱及 STIP1 在锰致细胞周期阻滞效应中的作用在锰致细胞周期阻滞效应中的作用敬海明1，刘君丽1，杨帆2，刘建中1，尤育洲1，冯颖1，张拓2，赵超英1，马玲1，郑珊1，聂燕敏1，杜宏举1，张鹏1，李煜1，高珊1，李红1，高文晖1，张馨月2，李静1，魏开华2，李国君1（1. 北京市预防医学研究中心/北京市疾病预防控制中心卫生毒理所，食物中毒诊断溯源技术北京市重点实验室, 北京 100013；2.北京蛋白质组研究中心，蛋白质组学国家重点实验室） 并列第一作者：敬海明，刘君丽; 通讯作者：李国君 ;魏开华 目的目的：锰（manganes

2、e，Mn）是人体必需微量元素，但过量暴露会损伤脑脉络丛 （choroid plexus，CP） ，破坏血-脑脊液屏障，进入脑实质内引起类帕金森氏综合征。 本研究旨在筛检 CP 与脑脊液中的锰毒性相关差异表达蛋白，并研究关键蛋白 STIP1 在 锰致 CP 上皮细胞毒性损伤效应中的可能作用。方法方法：将雄性 SD 大鼠（1.5 月龄）腹腔注射氯化锰（MnCl2，6mg Mn/kg BW） ，建立 三个病程（30 天、90 天及 90 天后无处理观察 30 天）的锰中毒动物模型；MTT 法和 WST-8 法观察 MnCl2对 Z310 细胞增殖的影响；应用光镜、透射电镜以及白蛋白指数 等观察锰对

3、CP（BCB）与永生化 CP 上皮细胞 Z310 的病理损伤作用；2D-PAGE 结合 nano-LC-MS/MS 与非标记（label free）两种差异蛋白质组学技术分别筛检 CP 与脑脊液 中的锰毒性相关的差异表达蛋白；流式细胞术检测 MnCl2对 Z310 细胞周期及凋亡的影 响；采用 SiRNA 干扰技术构建 STIP1 敲低 Z310 细胞；Western Blot 检测 MnCl2对 Z310 细胞内 STIP1、Erk1/2 及其磷酸化蛋白、Akt 及其磷酸化蛋白的影响。结果结果：锰可导致 CP 上皮细胞形状不规则，微绒毛紊乱、缩短，胞浆空泡、核质凝聚， 线粒体破坏，细胞间连接

4、部分断裂或消失；高剂量 MnCl2（100-1600mol/L）对 Z310 细胞增殖具有抑制作用，而低剂量 MnCl2（0.00005-5mol/L）则为促进趋势； MnCl2（100-800mol/L ）作用 24h 及 48 后，均可使处于 G0/G1 期的 Z310 细胞比例 明显增加。MnCl2（500mol/L）作用 24h 后，Z310 细胞的晚期凋亡及坏死率增加。CP 中鉴定到了 32 个锰相关差异蛋白质，其中与细胞增殖分化相关的应激诱导蛋白 （STIP1）表现为上调，GO（gene ontology）分析表明这些蛋白以结合、催化活性以及 转运功能为主；脑脊液中鉴定到了 123 个锰差异表达蛋白。MnCl2引起 Z310 细胞内 STIP1 上调，MAPK 通路中磷酸化 Erk1/2 无变化，而 PI3K 通路中磷酸化 Akt 下调； Z310 内 STIP1 敲低后，未发现锰对 Z310 细胞周期改变趋势有变化，而且对 Erk1/2 和 Akt 磷酸化水平也无影响。结论结论：锰可造成脉络丛病理损伤， CP 与脑脊液中特定功能蛋白质发生变化，如 STIP1 表达上调，并可导致 Z310 细胞周期阻滞在 G0/G1 期，PI3K/Akt 信号转导通路在这个 过程中可能发挥着作用，而 STIP1 并不起关键性作用。