硫化氫抑制小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)β-淀粉蛋白的毒性作用

硫化氫（H2S）作為內(nèi)源性氣體信號(hào)分子，對(duì)阿爾茨海默病（AD）病理過程的影響尚不清楚。AD是最常見的神經(jīng)變性疾病，以胞外β淀粉蛋白（Aβ）沉積物積聚和腦內(nèi)大量神經(jīng)原纖維纏結(jié)為特征。目前認(rèn)為Aβ的可溶性聚集物可能在AD發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用。已有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，小膠質(zhì)細(xì)胞的激活可能在Aβ沉積和神經(jīng)元變性之間起關(guān)聯(lián)作用。小膠質(zhì)細(xì)胞的活化可以產(chǎn)生并釋放某些促炎癥因子，表明小膠質(zhì)細(xì)胞活化在AD中具有重要作用。因此，H2S是否在Aβ激活小膠質(zhì)細(xì)胞的過程中發(fā)揮作用值得探討。

本實(shí)驗(yàn)以BV-2細(xì)胞和原代培養(yǎng)的小膠質(zhì)細(xì)胞為研究對(duì)象。處理組細(xì)胞用β淀粉樣多肽（Aβ1-40）孵育24 h；預(yù)處理+ Aβ1-40組的細(xì)胞分別用不同濃度的硫氫化鈉（NaHS，H2S的外源性供體）溶液、S-腺苷蛋氨酸（SAM）、SB203580（p38抑制劑，1 μmol/L）、JNK抑制因子Ⅱ（JNK抑制劑，50 μmol/L）預(yù)處理30 min，而后與Aβ1-40（25 μmol/L）共孵育24 h。噻唑藍(lán)（MTT）還原測定結(jié)果表明，Aβ1-40可明顯抑制BV-2細(xì)胞的MTT生成，而NaHS在25～500 μmol/L范圍內(nèi)可呈濃度依賴性減弱Aβ1-40的這種抑制效應(yīng)。200 μmol/L NaHS的抑制效應(yīng)最顯著，說明H2S具有抗Aβ1-40損傷的細(xì)胞保護(hù)作用。Aβ1-40處理后，BV-2細(xì)胞內(nèi)乳酸脫氫酶（LDH）的活性可提高56.4%。該效應(yīng)可明顯被200～500 μmol/L的NaHS抑制，提示H2S可通過降低細(xì)胞膜通透性保護(hù)Aβ1-40引起的細(xì)胞損傷。生長抑制DNA損傷蛋白（GADD153）的功能是阻斷細(xì)胞周期由G1期進(jìn)入S期。蛋白免疫印記分析顯示，用Aβ1-40處理細(xì)胞24 h后，GADD153的表達(dá)量是未處理前的1.9倍。這種上調(diào)效應(yīng)可被50～100 μmol/L的NaHS預(yù)處理減弱，提示Aβ能抑制細(xì)胞周期再循環(huán)，而H2S可對(duì)抗此作用。用2 μmol/L的Aβ1-40處理BV-2細(xì)胞24 h能明顯刺激NO的生成。50～500 μmol/L的NaHS可呈濃度依賴性抑制Aβ1-40的促NO生成效應(yīng)。且500 μmol/L的NaHS抑制效應(yīng)最顯著。胱硫醚-β-合成酶（CBS）是膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)生成H2S的主要酶。筆者使用CBS的激動(dòng)劑—SAM來驗(yàn)證內(nèi)源性H2S的作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NaHS（100 μmol/L）和SAM（100 μmol/L）均有抑制NO生成的效應(yīng)。Aβ上調(diào)BV-2細(xì)胞內(nèi)誘導(dǎo)型NOS（iNOS）的表達(dá)。這種上調(diào)效應(yīng)可被NaHS（100 μmol/L）或SAM（100 μmol/L）減弱。提示H2S可通過抑制Aβ的促iNOS表達(dá)作用而發(fā)揮抗炎效應(yīng)。Aβ能明顯促進(jìn)BV-2細(xì)胞內(nèi)腫瘤壞死因子（TNF）-α的生成。外源性NaHS可濃度依賴性抑制Aβ的促TNF-α生成效應(yīng)。BV-2細(xì)胞經(jīng)Aβ處理不同時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，15 min時(shí)Aβ開始促進(jìn)絲裂原活化蛋白激酶p38（p38 MAPK）磷酸化，2 h達(dá)高峰，直到處理細(xì)胞24 h，Aβ仍有促進(jìn)磷酸化效應(yīng)。100～500 μmol/L的NaHS可明顯降低由Aβ所致的p38 MAPK活性。Aβ作用于BV-2細(xì)胞15 min時(shí)即可誘導(dǎo)JNK蛋白激酶磷酸化，隨即達(dá)高峰并持續(xù)在高磷酸化狀態(tài)。100～500 μmol/L的NaHS可明顯降低由Aβ所致的JNK活性。Aβ作用1 h后能明顯促進(jìn)ERK活性，此后至作用6 h，活性逐漸降低。至用作24 h，ERK活性恢復(fù)正常。用100～500 μmol/L的NaHS預(yù)處理30 min不影響Aβ作用1 h后的ERK磷酸化水平。表明H2S的細(xì)胞保護(hù)作用與抑制JNK和p38活性有關(guān)，而與ERK無關(guān)。環(huán)氧化酶（COX）-2是類前列腺素形成的重要生物調(diào)節(jié)劑。本研究發(fā)現(xiàn)Aβ能顯著上調(diào)COX-2。這種上調(diào)效應(yīng)可被H2S抑制。表明H2S可通過抑制Aβ促類前列腺素生成的抗炎效應(yīng)來發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)功能。

總之，無論是BV-2細(xì)胞還是原代培養(yǎng)的小膠質(zhì)細(xì)胞，H2S均可降低BV-2細(xì)胞內(nèi)Aβ的細(xì)胞毒性，減少GADD153的表達(dá)，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)Aβ誘導(dǎo)的NO和TNF-α表達(dá)，減少Aβ上調(diào)蛋白COX-2的表達(dá)，降低Aβ誘導(dǎo)的p38/JNK MAPKs活性。綜上，H2S具有治療神經(jīng)退行性疾病的潛在價(jià)值。

（李戰(zhàn)永摘 楊卓審校 譯自JAlzheimersDis,2010,22:1189-1200）