Nrf2/ARE信号通路参与P0蛋白引发的自身免疫在介导1-溴丙烷周围神经病的作用机制研究

1-bromopropane (1-BP), an alternative to ozone-depleting chlorofluorocarbons, has been widely used as a cleaning agent and synthetic intermediate of pharmaceuticals and pesticides。Previous studies have shown that 1-BP has neurotoxicity, can cause occupational poisoning in workers. The mechanism of 1-BP induced neurotoxicity has not been illustrated. In this study, we will analysis the expression of P0 protein in peripheral blood of 1-BP toxic peripheral neuropathy patients and 1-BP occupational exposure workers, detect P0 protein-sensitized T lymphocyte proliferation and secretion of IFNγ, IL-5, IL-10 and other cytokines to investigate the role of P0 protein-induced autoimmune response in the pathogenesis and progression of 1-BP toxic peripheral neuropathy. We also will build up the experimental models with 1-BP–treated SH-SY5Y and hSCs cells in vitro, the levels of oxidative damage in neurons induced by 1-BP and the expression of antioxidant system and apoptosis-related factors regulated by Nrf2 / ARE signaling pathway were analyzed. Revealing the possible molecular mechanism of 1-BP-induced peripheral neuropathy and providing a scientific basis for the prevention and treatment of 1-BP occupational exposure population.

1-溴丙烷(1-BP) 作为氟利昂等氯氟烃类物质的替代物之一，被广泛应用于工业清洗和作为化工原料中间体用于药品和农药合成。研究表明，1-BP具有神经毒性，可引起工人职业中毒。目前关于1-BP的中毒机制还不是很清楚。本研究拟通过分析1-BP中毒性周围神经病患者和1-BP职业接触工人外周血中P0蛋白抗体的表达以及P0蛋白致敏T淋巴细胞的增殖功能与分泌IFNγ、IL-5、IL-10等细胞因子的水平, 探究P0蛋白引发的自身免疫反应在介导1-BP中毒性周围神经病发生和发展中的作用；并在体外细胞水平分析1-BP引起神经细胞（人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y5和人雪旺细胞hSCs）内氧化损伤水平，以及Nrf2/ARE信号通路调控的抗氧化系统及凋亡相关因子的表达，揭示1-BP引发周围神经病的可能分子机制，为预防和治疗1-BP职业暴露人群健康研究提供科学依据。

1-溴丙烷（1-bromopropane, 1-BP）作为一种高效环保的清洗剂和化工原料中间体被广泛应用于工业生产，其健康危害也逐渐被许多学者关注。目前关于1-BP引起神经系统损伤的致病机制还不是很清楚。本研究中，我们通过检测目标人群（1-BP中毒病例组、接触组和对照组）血清中P0蛋白抗体阳性率以及提取外周淋巴细胞，经P0蛋白刺激后，检测其细胞因子分泌水平（INF-γ、IL-5和IL-10），研究P0 蛋白引发的自身免疫反应与 1-BP 中毒性周围神经病的关系并通过建立 1-BP 的 SH-SY5Y 和雪旺细胞染毒模型，在分子生物学水平初步揭示 Nrf2/ARE 信号通路在 1-BP 致神经细胞损伤分子事件中的作用，初步探讨1-BP引起神经损伤的可能机制。人群结果显示，1-BP病例组、接触组和对照组间P0蛋白抗体阳性率有统计学意义（p <0.01），病例组抗体阳性率明显高于对照组（p <0.01）。P0蛋白可刺激病例组外周血淋巴细胞分泌细胞因子（INF-γ、IL-5和IL-10）。以上结果提示，1-BP中毒患者体内可能出现P0蛋白引发的自身免疫反应。细胞研究结果显示，1-BP可引起SH-SY5Y细胞活力降低，ROS、MDA和8-OHdG含量升高，SOD酶活降低，Nrf2在细胞核中的相对含量降低，受其调控的下游蛋白Bcl2和HO-1相对含量也降低，Caspase -9和-3酶活升高，细胞凋亡明显增多。通过加入抗氧化剂（维生素C）可显著降低细胞氧化损伤，提高Nrf2在细胞核中的相对含量，抑制Caspase 酶活，较少细胞凋亡。通过转染Nrf2 CRISPR/Cas9质粒或Nrf2 CRISPR激活质粒使Nrf2在SH-SY5Y细胞中低表达或过表达，进一步证实Nrf2在1-BP致神经细胞损伤中的作用。在1-BP对雪旺细胞损伤的研究中，我们也同样证实1-BP可抑制Nrf2功能，引起细胞凋亡率的升高，导致P0蛋白从细胞溢出。因此，结合人群和细胞实验结果，我们得出以下结论：①1-BP通过抑制Nrf2功能，引起神经细胞氧化损伤，造成细胞凋亡增多，雪旺细胞损伤使P0蛋白溢出细胞。②P0引发自身免疫反应可能与1-BP引发的周围神经损伤有关。因本课题人群样本量过低，为证明研究结论还需扩大样本量进一步验证。