氯化锂抑制血管平滑肌细胞增殖和迁移以及抗神经细胞损伤的分子机制研究

发布时间：2019-03-21 16:24

【摘要】：作为化学元素周期表中最轻的元素之一,锂离子用于治疗精神疾病的历史已过百年。锂离子既能有效控制急性躁狂和急性抑郁,又能预防躁狂和抑郁反复发作,因此是治疗双相和单相抑郁性障碍的首选药物之一。 血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的病理性增殖和迁移是导致诸多心血管病变的重要诱因,同时也是发生支架内再狭窄的独立风险性因素。近年来的研究显示,锂离子对心血管系统同样具有保护作用。然而,目前有关这方面的报道还主要停留在现象的描述上,缺乏深入细致的机制探讨。 转录共激活因子PGC-1α(peroxisome proliferator activated receptor y coactivator1α)是近年来发现的最为重要的能量代谢调节因子。近期我们注意到,PGC-1α在调控VSMCs功能方面同样有着活跃的表现,提高PGC-1α的表达对内膜增生的治疗具有重要的应用价值。 我们通过实验发现,预孵氯化锂(lithium chloride, LiCl)可以剂量依赖性地提高PGC1α的蛋白表达量以及核定位。四甲基偶氮唑盐(MTT)法和乙炔脱氧尿嘧啶核苷(EdU)法证明LiCl可以抑制血清诱导的VSMCs增殖。相似地,划痕vR合(wound healing)实验和迁移小室(Transwell)实验证实LiCl可以抑制血清诱导的VSMCs迁移。LiC1同样可以阻滞血清诱导的氧自由基(reactive oxygen species, ROS)产生和细胞周期的病理性进程。在分子水平上,LiC能够减少细胞重新进入细胞周期、粘附、炎症和迁移所需的蛋白表达量。此外,在体内水平,大鼠接受连续14天的LiCl灌胃,减缓了球囊损伤模型后内膜增生的病理性变化。更为重要的是,通过PGC-1α siRNA干扰PGC-1α的表达,能够明显削弱LiCl在体内体外水平上对于VSMCs的保护效果。 局部麻醉对于脊椎麻醉和病痛缓解有着至关重要的作用。但是,运用局部麻醉可能会引起神经毒性并导致手术后病人神经学上的并发症。我们探索了LiCl对于神经毒性的保护作用。在我们的研究中采用体外培养的小鼠神经母细胞瘤细胞株(mouse neuroblastoma neuro2a, N2a),探讨LiCl对其突触生长的影响及其机制。结果显示,预孵LiCl可以减少布比卡因引起的N2a细胞损伤,其作用逆转了布比卡因所导致的Akt (threonine-serine protein kinase B)以及ERKs (extracellular-signal regulated kinases)信号通路的下降并阻滞线粒体膜电位的降低。我们还观察到,Akt以及ERKs信号通路的抑制剂可以削弱LiCl对于布比卡因所致神经损伤的保护作用。 综上所述,我们的研究表明,LiCl对于体外水平的VSMCs增殖和迁移,以及体内水平的内膜增生病理模型有着重要的保护意义。另外,LiCL可以同时激活N2a细胞内Akt以及ERKs信号通路。LiCl主要通过Akt以及ERKs信号通路保护N2a细胞神经突触免受布比卡因的细胞毒性。
[Abstract]:Lithium ion, one of the lightest elements of the chemical periodic table, has been used to treat mental disorders for more than a century. Lithium ion not only can effectively control acute mania and acute depression, but also can prevent mania and depression recurrence, so lithium ion is one of the first choice for the treatment of bipolar and monophasic depressive disorder. Pathological proliferation and migration of vascular smooth muscle cells (vascular smooth muscle cells,VSMCs) is an important inducement of cardiovascular diseases and an independent risk factor for in-stent restenosis. Recent studies have shown that lithium ions also have protective effects on cardiovascular systems. However, at present, the reports mainly focus on the description of the phenomenon, and lack of in-depth and meticulous mechanism discussion. Transcription coactivator PGC-1 伪 (peroxisome proliferator activated receptor y coactivator1 伪 is the most important energy metabolism regulator found in recent years. Recently, we have noticed that PGC-1 伪 is also active in regulating the function of VSMCs, and increasing the expression of PGC-1 伪 has important application value in the treatment of endometrial hyperplasia. We found that pre-incubated lithium chloride (lithium chloride, LiCl) could increase the protein expression and nuclear localization of PGC1 伪 in a dose-dependent manner. Tetramethylazo salt (MTT) and acetylene deoxyuridine (EdU) assay showed that LiCl could inhibit the proliferation of VSMCs induced by serum. Similarly, scratch vR-(wound healing) assay and migration chamber (Transwell) assay demonstrated that LiCl could inhibit serum-induced VSMCs migration, and LiC1 could also block serum-induced (reactive oxygen species, ROS) production and cell cycle pathological process. At the molecular level, LiC reduces the amount of protein needed to re-enter the cell cycle, adhesion, inflammation, and migration. In addition, in vivo, rats were given LiCl for 14 days, which slowed down the pathological changes of intimal hyperplasia after balloon injury. More importantly, interference with the expression of PGC-1 伪 by PGC-1 伪 siRNA can significantly weaken the protective effect of LiCl on VSMCs in vivo and in vitro. Local anesthesia plays an important role in spinal anesthesia and pain relief. However, local anesthesia may cause neurotoxicity and neurologic complications after surgery. We explored the protective effect of LiCl on neurotoxicity. In our study, we used mouse neuroblastoma cell line (mouse neuroblastoma neuro2a, N2a cultured in vitro to investigate the effect of LiCl on synaptic growth and its mechanism. The results showed that preincubation with LiCl could reduce the damage of N2a cells induced by bupivacaine. It reversed the decrease of Akt (threonine-serine protein kinase B) and ERKs) induced by bupivacaine and blocked the decrease of mitochondrial membrane potential. We also observed that inhibitors of Akt and ERKs signaling pathways weaken the protective effect of LiCl on nerve injury induced by bupivacaine. In conclusion, our study shows that LiCl has important protective effects on proliferation and migration of VSMCs in vitro and on the pathological model of intimal hyperplasia in vivo. In addition, LiCL can activate both intracellular Akt and ERKs signaling pathways in N2a cells. LiCl protects the synapses of N2a cells from the cytotoxicity of bupivacaine mainly through Akt and ERKs signaling pathways.
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R329.2

【共引文献】

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本文编号：2445109