原花青素通过调控P13K/Akt/Nrf2信号通路保护氯氰菊酯所致神经元毒性效应的研究
批准号:
81703227
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
周礼华
依托单位:
学科分类:
H3004.食品卫生
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵云利、刘华青、赵文红、王允、高扬丽、崔慧娴、谢丽丽
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中文摘要
目前,除虫菊酯类农药使用占整个杀虫剂面积的1/4,研究Ⅱ型除虫菊酯类农药氯氰菊酯对中枢神经系统神经元的影响,对于应对日益严重的农药残留问题至关重要。我们研究显示,来自植物中的原花青素能够阻断氯氰菊酯暴露造成的氧化应激损伤及Nrf2核转位,同时使表达增强的下游靶激酶向基础水平回调。在Nrf2/ARE通路参与氯氰菊酯和原花青素对细胞的损伤与保护作用中,我们想知道上游信号途径PI3K/Akt通路是否参与调控。该项目采用RNAi技术,构建针对C57BL/6J小鼠Nrf2基因的慢病毒载体,使小鼠皮层神经元Nrf2基因表达沉默,阻断Nrf2及其下游靶激酶表达。从行为学观察、中枢神经系统单胺类神经递质含量测定到细胞活性、形态、氧化应激指标、凋亡检测及基因、蛋白水平方面进行研究,探讨原花青素对P13K/Akt/Nrf2信号通路在氯氰菊酯所致神经元毒性效应中的调控。这为有效处理农药残留提供实验和理论依据。
英文摘要
Currently, the using area of pyrethrins all over the world is about 1/4 of the whole pesticide using region. Therefore, it is of great importance to study the influence of type II pyrethrins cypermethrin on central nervous system neurons for coping with the increasingly serious problem of pesticide residue. Our study shows that natural-occurring substance from plants-procyanidine, can block oxidative stress injury and Nrf2 nuclear translocation caused by cypermethrin exposure; meanwhile, it can make downstream target kinase with enhanced expression back to the basic level. During the adjustment process of Nrf2/ARE signal pathway involving cellular damage and protective effect medicated by cypermethrin and procyanidine, it is important to know whether the upstream signal path PI3K/Akt signal pathway involves in the regulation. RNAi technique was adopted in this project to establish lentiviral vectors targeted on C57BL/6J mice Nrf2 gene, silence cerebral cortex neuron Nrf2 gene expression of mice, block Nrf2 and its downstream target kinase expression and block the activation of P13K. In this project, behavior observation of living animals,central nervous system monoamine neurotransmitter content, cell activity, form, oxidative stress of neurons, cell apoptosis were detected and gene, protein level were studied to discuss the regulation of P13K/Akt/Nrf2 signal pathway by procyanidine in the neuronal toxicity effect caused by cypermethrin. This has provided experimental and theory evidenced for dealing with the problem of pesticide residue effectively.
除虫菊酯类农药占整个杀虫剂应用的1/3,由于其性质稳定、安全系数高,被广泛用在农林害虫、家用卫生、畜禽养殖等领域,随着除虫菊酯类农药应用量增加,所伴随的农药残留问题及其对健康的危害也逐渐显现。神经系统是除虫菊酯类农药的主要靶器官。按照除虫菊酯类化学结构及造成的神经毒性症状,分为I型和Ⅱ型,其中Ⅱ型除虫菊酯类农药对神经系统的毒性超过Ⅰ型。研究Ⅱ型除虫菊酯类农药氯氰菊酯对中枢神经系统神经元的影响,对于从分子生物学角度解决农药残留问题至关重要。如何有效处理氯氰菊酯残留对人体造成的影响以及能否从植物中寻求可以消除或减轻农药残留对人体影响的天然物质是亟待解决的问题。.本项目研究发现,氯氰菊酯不同剂量均能抑制小鼠大脑皮层神经元活性,诱导细胞ROS产生及细胞凋亡,氯氰菊酯浓度越高,细胞损伤越严重。恰当浓度的原花青素预处理可以逆转氯氰菊酯诱导的神经元线粒体膜电位下降,降低细胞内ROS产生,减轻细胞损伤及凋亡。氯氰菊酯不同剂量暴露时间不同,Nrf2/ARE信号通路调节不同。当氯氰菊酯暴露剂量低、时间短时,Nrf2/ARE通路激活,Nrf2及下游靶激酶HO-1、NQO1基因与蛋白表达上调;当氯氰菊酯暴露剂量高、时间长时,Nrf2/ARE通路被抑制,进而削弱机体抗氧化应激能力,加重神经元损伤和凋亡。Nrf2/ARE通路是机体抵抗内外界氧化和化学刺激的防御性转导通路,恰当浓度的原花青素也可激活Nrf2/ARE通路。研究发现,当原花青素预处理之后再暴露氯氰菊酯时,Nrf2/ARE通路之关键分子Nrf2及下游靶激酶HO-1、NQO1基因及蛋白表达并没有无限制的上调,而是向着基础水平回调。这在某种程度上说明原花青素可以根据神经元的氧化状态调节Nrf2/ARE通路,进而减轻氯氰菊酯造成的线粒体膜电位下降、损伤及凋亡。这为从植物中寻求可以消除或减轻农药残留对人体影响的天然物质提供了理论与实验依据。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.16753/j.cnki.1008-2344.2019.03.002
发表时间:2019
期刊:沈阳医学院学报
影响因子:--
作者:周礼华;刘函冰;陈韩磊
通讯作者:陈韩磊
Cypermethrin-induced cortical neurons apoptosis via the Nrf2/ARE signaling pathway
氯氰菊酯通过 Nrf2/ARE 信号通路诱导皮质神经元凋亡
DOI:10.1016/j.pestbp.2020.02.013
发表时间:2020
期刊:Pesticide Biochemistry and Physiology
影响因子:4.7
作者:Lihua Zhou;Mengqing Zhou;H;an Tan;Mengxi Xiao
通讯作者:Mengxi Xiao
DOI:--
发表时间:2019
期刊:南方医科大学学报
影响因子:--
作者:周礼华
通讯作者:周礼华
DOI:10.19608/j.cnki.1673-8772.2017.0589
发表时间:2019
期刊:安徽科技学院学报
影响因子:--
作者:周礼华;陈韩磊;刘函冰;韦钰;钱伟伟
通讯作者:钱伟伟
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