Ca2+/PKC通路在PFOS诱导的小胶质细胞炎性活化中的意义

Environmental pollutant PFOS has obvious neurotoxicity, but the mechanism is not clear. Our previous studies have found that low dose of PFOS promotes the activation of microglia. PFOS up-regulates the intracellular concentration of free Ca2+ of microglia as well as the activation of Ca2+-independent PKC, through which PFOS might mediate the activation of microglia and subsequent neurotoxicity. Topics to be first in the rats treated with PFOS, to observe the intracellular concentration of free Ca2+ and the activation of PKC as well as the activation of microglia; then analysis the mechanism in microglia through which PFOS up-regulates the intracellular concentration of free Ca2+ and the activation, to adjust PKC-independent molecular signaling. Through treating primary neurons for 24 h with PFOS-treated microglial conditioned medium, analysis the neurotoxic effect of cytokines secreted by microglia. Finally, through inhibiting the Ca2+ influx and PKC activation, find out the target point of medicine healing the neurotoxicity of PFOS. This research will provide experimental basis for elucidating the mechanism of PFOS’s neurotoxicity, and provide a theoretical basis for the prevention and treatment of PFOS’s neurotoxicity.

环境污染物PFOS具有明显的神经毒性，但其作用机制尚未明确。课题组前期的研究发现，低剂量PFOS可激活脑内的小胶质细胞，上调其胞浆内Ca2+的水平，同时发现依赖于Ca2+的PKC的活性也明显上调，基于此课题组提出PFOS的神经毒性是通过激活小胶质细胞，提高胞浆Ca2+水平，继而引发下游区PKC的活化并通过依赖于PKC的信号转导而产生神经毒性的假设。本研究拟以PFOS处理大鼠，观察其对小胶质细胞激活、胞浆内Ca2+水平及PKC活性的影响；分析PFOS上调胞浆Ca2+与PKC活性以及调节PKC信号转导的机制；通过用PFOS处理小胶质细胞后的培养基处理原代神经元24小时，分析小胶质细胞分泌的炎症因子对神经元的毒性作用。最后，通过抑制Ca2+内流和PKC活性，探索降低PFOS神经毒性的药物靶点。本课题的研究将为阐明PFOS的神经毒性的机制提供实验基础，对预防和治疗PFOS的神经毒性具有重要的意义。

近几年的研究报道PFOS有着明显的神经系统毒性，然而它的神经毒性分子机制仍不明确。尤其是对小胶质细胞的研究更是稀少。课题组前期发现PFOS引发明显的小胶质细胞活化，上调胞浆内Ca2+水平，同时发现依赖于Ca2+的PKC 的活性也明显上调。因此，我们推测，小胶质细胞的活化是由PFOF促发Ca2+的内流，从而上调PKC活性等事件来诱发的。. 本项目旨在通过细胞形态学、基因转录、免疫组化学等技术手段来研究PFOS引发小胶质细胞活化的分子机制。首先，我们发现PFOS以时间和剂量依赖的方式诱发HAPI小胶质细胞分泌炎症因子TNF-α。另外，我们还发现PFOS能引发细胞内游离的Ca2+增加。值得注意的是，我们用Ca2+抑制剂和PKC抑制剂均能阻断这些现象。此外，我们还发现PFOS引起了小胶质细胞中NF-κB抑制因子α（IкBα）的降解增加，磷酸化的p65增加。我们用Ca2+抑制剂和PKC抑制剂同样均能明显的削弱这些现象。最后课题组用PFOS处理的条件培养基处理SH-SY5Y 细胞明显引发了凋亡信号产生，我们用TNF-α的中和抗体明显阻滞了这一现象。这些数据证实TNF-α介导了PFOS条件培养基引发的细胞凋亡。. 基于上诉发现，课题组研究首次发现在HAPI小胶质细胞中，PFOS是通过Ca2+依赖的PKC- NF-кB信号来引发TNF-α大量分泌， TNF-α又参与了神经元损失。这些研究发现表明：小胶质细胞活化在PFOS诱发的神经毒性中可能起着至关重要的作用，这也为阐明PFOS引起的神经紊乱疾病的发病机制研究提供了新的线索。