百里醌调控NLRP3炎症小体对帕金森病模型神经炎症的抑制作用研究

目的:探究百里醌(thymoquinone,TQ)抑制NLRP3炎症小体对帕金森病(parkinson's disease,PD)模型神经炎性损伤的干预机制.方法:体内实验建立1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导的PD小鼠模型,随机分为对照组、对照+TQ组、模型组、模型+TQ组;采用旷场、转棒实验评估TQ对PD小鼠运动缺陷的影响;Western blot法检测TQ对PD小鼠中脑组织酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)、α-突触核蛋白(α-Synuclein,α-Syn)和NLRP3炎症小体表达的影响.体外实验用脂多糖和 1-甲基-4-苯基吡啶离子(1-methyl-4-phenylpyridinium,MPP+)先后诱导小胶质细胞(BV-2),收集细胞上清作为条件培养液,作用于人神经母细胞瘤(SH-SY5Y)细胞,构建PD神经炎性损伤模型.采用MTT法测定TQ和MPP+干预的最适浓度,以及各干预组细胞的存活率;TUNEL染色检测细胞凋亡情况;Western blot法检测TQ处理后SH-SY5Y细胞Bax、Bcl-2、Caspase-3蛋白的表达情况;ELISA检测IL-1β水平;Western blot法分析经TQ作用后BV-2细胞NLRP3、ASC、IL-1β、Caspase-1、Tubulin蛋白的表达.结果:模型组小鼠的运动功能显著低于对照组(P<0.01),TQ组小鼠的运动功能显著高于模型组(P<0.01);Western blot结果显示,与对照组相比,模型组α-Syn水平显著增加(P<0.01);与模型组小鼠相比,TQ显著降低了PD小鼠脑内α-Syn的表达水平(P<0.01);与模型组相比,TQ给药后,TH蛋白表达显著增加(P<0.01).进一步研究发现,TQ抑制PD小鼠NLRP3、Caspase-1、IL-1β、ASC蛋白表达的上调(P<0.01).MTT检测发现,100 μmol/LMPP+对条件培养SH-SY5Y细胞的增殖有显著抑制作用,TQ干预后可减轻SH-SY5Y细胞损伤(P<0.01).TUNEL染色结果显示,MPP+条件培养液作用SH-SY5Y细胞导致凋亡发生,TQ预处理后可显著降低细胞凋亡率(P<0.01).Western blot检测发现Bcl-2/Bax的表达在MPP+条件培养液后显著下调,而TQ可以促进Bcl-2/Bax比值的表达.同时,条件培养液引起SH-SY5Y细胞Caspase-3 的激活,TQ预处理可降低MPP+诱导的Caspase-3蛋白表达(P<0.01).ELISA检测发现TQ可显著抑制MPP+诱导的IL-1β分泌(P<0.01).Western blot结果显示,TQ抑制MPP+诱导BV-2细胞NLRP3、Caspase-1、IL-1β、ASC蛋白表达的上调(P<0.01).结论:TQ通过抑制PD模型NLRP3炎症小体激活,缓解PD模型神经元的炎性损伤,进而对多巴胺能神经元起到保护作用.