HIV-1 Tat and Cocaine Impair Survival of Cultured Primary Neuronal Cells via a Mitochondrial Pathway.
HIV-1 Tat and Cocaine Impair Survival of Cultured Primary Neuronal Cells via a Mitochondrial Pathway.
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DOI：
10.1007/s11481-016-9669-6
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发表时间：
2016-06
影响因子：
6.2
通讯作者：
Khalili, Kamel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
De Simone, Francesca Isabella;Darbinian, Nune;Amini, Shohreh;Muniswamy, Madesh;White, Martyn K.;Elrod, John W.;Datta, Prasun K.;Langford, Dianne;Khalili, Kamel
众所周知，可卡因等令人上瘾的刺激性药物会增加感染艾滋病毒-1的风险，因此容易发展成艾滋病。先前的研究结果表明，长期服用可卡因和感染HIV-1的共同作用会加剧细胞死亡。神经元的存活高度依赖于线粒体的健康，这为通过监测三磷酸腺苷释放和线粒体膜电位(ΔΨm)来评估可卡因治疗后线粒体的完整性和功能提供了理论基础，无论是单独治疗还是与艾滋病毒-1病毒蛋白Tat结合使用。我们的结果表明，人和大鼠原代海马神经元暴露于可卡因和HIV-1Tat可协同降低线粒体膜电位和ATP的产生。此外，由于先前的研究表明HIV-1感染改变了中枢神经系统的自噬，我们调查了HIV-1 TAT和可卡因如何影响神经元的自噬。结果表明，TAT可导致LC3-II水平升高，损伤线粒体周围形成Parkin环样结构，提示PPD/PINK1/PPD复合体可能参与了神经元变性。HIV-1Tat和可卡因引起的线粒体膜电位和ATP含量的降低也表明了线粒体损伤的重要性。
Addictive stimulant drugs, such as cocaine, are known to increase the risk of exposure to HIV-1 infection and hence predispose towards the development of AIDS. Previous findings suggested that the combined effect of chronic cocaine administration and HIV-1 infection enhances cell death. Neuronal survival is highly dependent on the health of mitochondria providing a rationale for assessing mitochondrial integrity and functionality following cocaine treatment, either alone or in combination with the HIV-1 viral protein Tat, by monitoring ATP release and mitochondrial membrane potential (ΔΨm). Our results indicate that exposing human and rat primary hippocampal neurons to cocaine and HIV-1 Tat synergistically decreased both mitochondrial membrane potential and ATP production. Additionally, since previous studies suggested HIV-1 infection alters autophagy in the CNS, we investigated how HIV-1 Tat and cocaine affect autophagy in neurons. The results indicated that Tat induces an increase in LC3-II levels and the formation of Parkin-ring-like structures surrounding damaged mitochondria, indicating the possible involvement of the Parkin/PINK1/DJ-1 (PPD) complex in neuronal degeneration. The importance of mitochondrial damage is also indicated by reductions in mitochondrial membrane potential and ATP content induced by HIV-1 Tat and cocaine.
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