p21（Waf1/Cip1）在锰诱导的小胶质细胞活化中的作用及调控机制研究

环境中锰污染有日益加重的趋势，其神经毒性机制也日益受到重视。我们研究发现小胶质细胞活化引起的神经炎性反应是锰诱导神经毒性的重要机制之一。但目前锰诱导小胶质细胞活化的分子机制仍不清楚。近年研究发现，细胞周期相关蛋白p21的高表达在多种因素诱导的小胶质细胞活化中发挥重要作用。我们前期研究发现，锰通过诱导小胶质细胞活化引起神经毒性的同时，伴随着p21蛋白的高表达。此过程p21是否存在作用尚不清楚。本研究将通过锰中毒的动物模型及细胞模型，拟采用激光共聚焦显微镜、慢病毒感染、原位杂交、染色质沉淀等方法，研究p21在锰诱导小胶质细胞活化中的作用，并进一步探讨p21启动子组蛋白乙酰化调控在此神经毒性中的作用，从而为阐明锰的神经毒性机制和寻找新的预防靶点提供重要的科学依据。

锰是一种常见的环境和职业污染物，可通过呼吸道、消化道等多种途径进入人体蓄积并产生不良作用。环境中锰污染有日益加重的趋势，其神经毒性机制也日益受到重视。我们研究发现小胶质细胞活化引起的神经炎症反应是锰诱导神经毒性的重要机制之一，但锰诱导小胶质细胞活化的分子机制仍不清楚。近年研究发现，细胞周期相关蛋白p21的高表达在多种因素诱导的小胶质细胞活化中发挥重要作用，但p21蛋白高表达是否在锰诱导的小胶质细胞活化中存在作用尚不清楚。本课题通过建立锰中毒的动物模型和细胞模型，主要结果包括：（1）染锰后可引起大鼠黑质部位小胶质细胞显著活化和黑质部位多巴胺能神经元数目明显减少；（2）锰可使大鼠黑质部位IL-1β、TNF-α、iNOS蛋白表达显著升高；（3）在锰诱导大鼠黑质多巴胺能神经元损伤的同时，伴随着p21 mRNA和蛋白水平明显升高；（4）使用小鼠小胶质细胞BV2，进一步通过体外实验研究p21在锰诱导小胶质细胞活化中的作用机制。通过MTT实验，观察锰对BV2细胞活力的影响，我们筛选了锰对BV2细胞合适的作用浓度和作用时间；（5）Western blot和Realtime-PCR实验证实，染锰后可使BV2细胞中p21蛋白和mRNA表达明显上调；同时发现，锰可使BV2小胶质细胞活化产物表达显著增加；（8）siRNA转染观察p21在锰诱导的小胶质细胞活化中的作用，结果发现抑制p21表达之后，可使BV2细胞中锰诱导的iNOS表达有一定程度的下调，说明p21在锰诱导的BV2细胞 iNOS表达升高中发挥关键作用；（9）锰可能是通过降低BV2细胞中HDAC3表达和HDAC活性，增强p21启动子活性，并最终导致BV2细胞中致炎产物的生成增加。这些结果证实了p21在锰诱导的小胶质细胞活化中的作用，为阐明锰神经毒性机制提供了重要的理论依据。