驱动蛋白家族成员5A介导的溶酶体功能在镉神经毒性中的作用

目的 探讨驱动蛋白家族成员5A(kinesin family member 5A,KIF5A)介导的溶酶体功能损伤在镉神经毒性中的作用.方法 以原代培养的SPF级C57BL/6J小鼠皮层神经元为模型,分为对照组和镉暴露组.检测氯化镉暴露24h后皮层神经元的半数抑制浓度(IC50).进一步用1、2、3μmol/L氯化镉处理神经元24 h,检测细胞存活率、神经元分化和溶酶体功能.RT-qPCR和Western blot检测KIF5A mRNA和蛋白的表达.腺病毒过表达KIF5A检测镉暴露后神经元的溶酶体功能、分化及细胞存活率.结果 神经元暴露氯化镉24 h的半数抑制浓度IC50为2.9 μmol/L.与对照组相比,2、3μmol/L镉暴露24 h后神经元细胞活力受到抑制(P＜0.01),突起生长的总长度和分枝点数目显著减少(P＜0.01).此外,与对照组相比,2、3tμmol/L氯化镉处理后显著抑制神经元溶酶体组织蛋白酶B(cathepsin B,CTSB)的活性和改变其酸性环境(P＜0.01),但是对组织蛋白酶D(cathepsin D,CTSD)活性没有影响.镉暴露后KIF5A的mRNA及蛋白表达显著降低(P＜0.01).过表达KIF5A可以显著改善镉暴露对神经元组织蛋白酶活性CTSB的抑制、稳定镉暴露造成的溶酶体pH值改变,拮抗镉暴露对神经元细胞活力及突起生长的抑制作用(P＜0.01).结论 镉暴露显著减少神经元中KIF5A蛋白的表达,从而损伤溶酶体功能,抑制神经元细胞活力及突起生长.