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目的:硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)作为继CO、NO后的第三种气体信号分子,有着重要的神经保护性和神经调节作用,在保护化学物和药物的神经损伤的应用中有着广阔前景。丙烯腈(acrylonitrile,AN)是一种高毒的有机腈,易经呼吸道、皮肤和胃肠道侵入人体,主要侵害神经系统。我们前期研究已经发现AN神经毒性与硫化氢、谷胱甘肽等含硫化合物代谢密切相关,因此,本实验以大鼠原代星形胶质细胞为研究对象,硫氢化钠(NaHS)为外源性H2S供体:1.初步探索外源性H2S对AN诱导的星形胶质细胞毒性的影响;2.进一步探索外源性H2S对AN诱导的细胞毒性影响的调控机制;3.为研发新的丙烯腈预防和治疗药物提供科学依据,以期寻找新的解毒方向。方法:1.采用AN处理原代培养的星形胶质细胞,NaHS为外源性H2S供体预处理细胞1 h。MTT法检测细胞活力和LDH漏出率检测细胞毒性评价NaHS对AN诱导的细胞毒性的影响。检测GSH和ROS含量的变化评价细胞氧化应激水平的改变。2.单纯应用NaHS处理细胞,检测自噬相关蛋白Beclin1、SQSTM1/P62、Atg5表达变化,免疫荧光方法观察星形胶质细胞中自噬颗粒变化,吖啶橙染色检测细胞酸性自噬泡,自噬双标腺病毒检测自噬流等方法检测NaHS对原代星形胶质细胞自噬水平的影响。3.单独应用NaHS处理细胞,采用细胞核质蛋白分离,免疫印迹法检测Nrf2、HO-1、γ-GCS的表达以及免疫荧光标记Nrf2观察其核转位情况来综合评价NaHS对细胞Nrf2/ARE信号通路的影响。4.通过自噬抑制剂和siRNA转染的方法抑制自噬或Nrf2的表达,MTT法和LDH漏出率法检测NaHS对AN诱导的细胞毒性效应的改变,探索调控自噬或Nrf2/ARE信号通路对NaHS诱导的保护效应的影响。结果:1.采用NaHS(0、200、400、800μM)预处理细胞1 h,与AN单独处理组相比,细胞活力明显升高,LDH渗出率下降。同时,细胞抗氧化物还原性GSH含量升高,氧化应激产物ROS水平降低。2.NaHS单独处理细胞1h后,自噬相关蛋白Beclin1,Atg5表达明显升高,而SQSTM1/P62表达下降,并具有浓度依赖性。同时单独NaHS处理组星形胶质细胞内LC3绿色荧光斑点明显增多,AO染色结果显示酸性自噬泡(红色荧光斑点)也明显增多,采用自噬双标腺病毒检测结果提示自噬流增强,说明NaHS可诱导星形胶质细胞自噬。3.单纯NaHS处理细胞,与对照组相比,细胞核内Nrf2分布增多,Nrf2/ARE通路下游蛋白HO-1、γ-GCS表达升高,说明外源性NaHS可引起Nrf2发生核转位。4.分别用药理学和基因学手段抑制自噬或Nrf2信号后,NaHS对AN毒性的拮抗效应减弱。结论:1.NaHS预处理对AN诱导的星形胶质细胞毒性有拮抗效应,并可改善AN诱导的氧化应激损伤。2.单纯NaHS处理可诱导细胞自噬的活化,同时也可诱导Nrf2发生核转位,激活Nrf2/ARE信号通路。3.抑制自噬或Nrf2表达,NaHS对AN毒性的拮抗效应均减弱,说明NaHS对AN毒性的保护效应与其对自噬以及Nrf2/ARE信号通路的激活均有一定的关联。这提示H2S可能成为一种新的丙烯腈中毒治疗药物。