PERK介导的内质网应激在Cr(Ⅵ)诱导的鸡肝细胞铁死亡中的作用

铬广泛存在于自然界中。由于铬金属相关工业的快速发展,大量含铬废物的排放超出了环境自我修复能力,造成了严重的环境污染,同时也威胁着人类的健康。Cr(Ⅵ)因其具有高溶解性和强氧化性而被认为是毒性最大的铬金属价态。肝脏是Cr(Ⅵ)中毒后损伤的主要靶器官。铁死亡是一种以脂质过氧化为特征的程序性细胞死亡方式,主要表现为线粒体形态变化、细胞内谷胱甘肽(GSH)耗竭、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX4)活性降低、细胞抗氧化能力降低及脂质活性氧(ROS)积累等。课题组前期积累的证据表明,Cr(Ⅵ)能够诱导鸡肝组织氧化应激,并导致鸡胚成纤维(DF-1)细胞中ROS大量积累,同时诱导DF-1细胞发生内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)。但Cr(Ⅵ)与ERS以及铁死亡之间的关系还不清楚。因此,本文通过建立鸡肝细胞的Cr(Ⅵ)中毒模型,探究Cr(Ⅵ)能否诱导鸡肝细胞铁死亡,以及内质网应激蛋白PERK在其中的作用。在本试验中,分别使用鸡原代肝细胞和鸡肝癌细胞系(LMH)两种鸡肝细胞对Cr(Ⅵ)的毒性作用进行研究。首先对提取的鸡原代肝细胞进行PAS染色,以确定肝细胞是否提取成功。将体外培养的鸡原代肝细胞和LMH细胞进行CrMG132溶解度(Ⅵ)暴露处理,通过CCK-8法对鸡原代肝细胞的存活率进行检测,通过Western Blot对LMH细胞中GPX4蛋白表达情况进行检测,分别确定Cr(Ⅵ)处理鸡原acute pain medicine代肝细胞和LMH细胞的时间及浓度。通过Western Blot检测鸡原代肝细胞和LMH细胞中铁死亡相关蛋白COX2、HSP27和GPX4的表达,通过GSH、SOD及MDA检测试剂盒检测鸡原代肝细胞和LMH细胞中GSH、SOD和MDA的活性或含量,通过流式细胞术和激光共聚焦显微镜检测LMH细胞中脂质ROS,以此确定Cr(Ⅵ)对鸡肝细胞铁死亡的诱导作用。接下来,使用与前面试验相同的Cr(Ⅵ)时间及浓度对鸡原代肝细胞和LMH细胞进行处理,通过Western Blot和免疫荧光法(Immunofluorescence,IF)观察ERS相关蛋白GRP78和PERK的表达情况,RT-q PCR检测GRP78和PERK的m RNA水平,以验证ERS的发生。进一步通过使用si RNA对PERK进行沉默,并检测COX2、HSP27和GPX4蛋白的变化以及脂质ROS的产生情况,从而阐明PERK在Cr(Ⅵ)诱导的鸡肝细胞铁死亡中的作用。试验结果:PAS糖原染色结果显示,提取的细胞经染色后,存在大量紫红色点状聚集,表明鸡原代肝细胞提取成功。使用40μM的Cr(Ⅵ)处理鸡原代肝细胞6 h后,鸡原代肝细胞的存活率在50%左右,使用20μM Cr(Ⅵ)处理LMH细胞20 h后,GPX4蛋白表达下调显著。在以上时间及IACS-10759采购浓度的作用下,与对照组相比,Cr(Ⅵ)处理组中细胞内COX2的蛋白表达、MDA含量以及脂质ROS水平显著上调,HSP27和GPX4的蛋白表达和GSH含量及SOD活性显著下调,且这些趋势都能够被铁死亡抑制剂(Ferrostatin-1,Fer-1)所挽救。随后Western Blot、IF和RT-q PCR结果显示,与对照组相比,Cr(Ⅵ)处理组的GRP78以及PERK的蛋白和转录水平均显著增加。另外,PERK的沉默导致COX2蛋白表达显著上调,GPX4蛋白表达显著下调,细胞内脂质ROS积累显著增加。综上所述,本试验证明了Cr(Ⅵ)能够通过破坏鸡肝细胞内的抗氧化系统,使脂质过氧化物不断积累,最终导致鸡肝细胞铁死亡的发生。而在此过程中PERK介导的ERS发挥了重要作用,沉默PERK会导致Cr(Ⅵ)诱导的鸡肝细胞铁死亡加剧。