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钙稳态失衡在镉诱导大鼠大脑皮质神经细胞凋亡中的作用

袁燕;孙娅;江辰阳;刘学忠;卞建春;顾建红;刘宗平

  镉能引起多种组织和细胞发生凋亡,镉引起的细胞凋亡可能与其引起胞内钙稳态失衡有关。为研究钙稳态失衡在镉诱导大鼠大脑皮质神经细胞凋亡中的作用,本研究用孕18-19d SD大鼠的胎鼠建立了大脑皮质神经细胞的模型。用不同浓度醋酸镉(0、5、10、20μmol/L)以及细胞内钙离子螯合剂BAPTA-AM(10μmol/L)单独或联合作用于大鼠大脑皮质神经细胞12h,利用流式细胞仪检测细胞凋亡率、细胞内[Ca~(2+)]_i、活性氧(ROS)水平以及线粒体膜电位(△ψm);荧光定量.PCR法测定钙调蛋白(CaM)mRNA转录水平;分光亮度计法测定细胞膜ATPase的活力。结果表明,与对照组相比,各镉染毒组细胞凋亡率、细胞内[Ca~(2+)]i、ROS水平显着或极显着升高(P<0.05或P<0.01),△ψm、Na~+-K~+-ATPase和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase活性显着或极显着降低(P<0.05或P<0.01),20μmol/L组CaM mRNA转录水平极显着降低(P<0.01);BAPTA-AM联合组与相应镉染毒组相比,细胞凋亡率、细胞内[Ca~(2+)]i和ROS水平降低,△ψm升高,部分组间差异显着或极显着(P<0.05或P<0.01)。20μmol/L组CaM mRNA转录水平、Na~+-K~+-ATPase和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase活性显着或极显着升高(P<0.05或P<0.01)。说明镉可诱导大鼠大脑皮质神经细胞凋亡,细胞内钙稳态失衡在镉诱导大脑皮质神经细胞凋亡中起着重要作用,凋亡机理可能与细胞内钙超载引起ROS水平升高,△ψm、CaM mRNA转录水平和细胞膜ATPase活性下降有关。……