《Environmental Toxicology and Pharmacology》:ROS-Mediated cytotoxicity and cell death pathways in SH-SY5Y cells exposed to Beauvericin, Patulin, and their combination
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联合暴露下BEA和PAT对SH-SY5Y神经细胞的作用机制研究,显示二者协同增强氧化应激,诱导细胞周期G1期阻滞及死亡途径,提示联合暴露对神经毒性风险的影响需重视。
Claudia Moyano-López|Paula Llorens|Ana Juan-García|Cristina Juan
瓦伦西亚大学药学与食品科学学院食品化学与毒理学实验室,Av. Vicent Andrés Estellés s/n,46100 Burjassot,瓦伦西亚,西班牙
摘要
Beauvericin(BEA)和patulin(PAT)是具有已知细胞毒性作用的食品源性霉菌毒素,但它们对神经细胞的联合影响尚不清楚。本研究评估了BEA和PAT在未分化的SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞中24小时和48小时内的单独及联合神经毒性作用,重点关注氧化应激、脂质过氧化(LPO)、细胞周期进展和细胞死亡。两种毒素均增加了活性氧(ROS)的产生,联合暴露时其水平更高,而LPO主要在单独处理时升高。联合暴露导致细胞周期停滞,表现为SubG1期细胞积累以及S期和M期细胞减少。细胞凋亡和坏死随时间和剂量变化,联合暴露更倾向于晚期凋亡和坏死。这些结果表明,BEA和PAT通过氧化应激和细胞周期相关机制发挥增强作用,强调了在神经毒性风险评估中考虑联合暴露的重要性。
章节摘录
引言
氧化应激已被确定为神经退行性疾病(如阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)发生和进展的中心病因因素(Sienes Bailo等人,2022年;Yeung等人,2021年)。这种病理状态的特点是活性氧(ROS)的产生与细胞内源性抗氧化能力之间的失衡(Sienes Bailo等人,2022年)。当抗氧化防御机制
化学试剂
所使用的化学试剂和细胞培养成分包括Dulbecco改良Eagle培养基-F12(DMEM/F-12)、胎牛血清(FBS)和磷酸盐缓冲盐水(PBS),均由Thermo Fisher公司(英国Paisley)提供。二甲基亚砜(DMSO)和甲醇(MeOH)来自Fisher Scientific公司(比利时Geel)。2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯(H2-DCFDA)用于ROS测定;硫代巴比妥酸(TBA)、二丁基甲基酚(BHT)BEA和PAT单独及联合处理对SH-SY5Y细胞中活性氧(ROS)产生的影响
评估了SH-SY5Y细胞在单独及联合暴露于BEA和PAT时ROS生成的变化。细胞分别暴露于不同浓度的BEA、PAT和[BEA + PAT](详见第2.3节),暴露时间从0到120分钟和24小时,使用DCFH-DA试剂检测ROS生成情况。暴露于12 μM浓度的BEA时,在0到120分钟的所有时间点均导致ROS生成显著增加(p ≤ 0.001)
讨论
霉菌毒素引起的氧化应激主要归因于它们促进ROS生成的能力,这在大多数情况下会触发一系列细胞事件。与ROS生成相关的关键机制之一是LPO,它会破坏膜完整性并促进细胞死亡途径,包括凋亡和坏死。BEA和PAT分别常见于主要谷物作物和苹果制品中。它们在主食中的广泛存在
结论
本研究阐明了BEA和PAT在SH-SY5Y神经细胞中的单独及联合细胞毒性作用。这两种霉菌毒素均显著提高了ROS水平,这似乎在驱动细胞周期紊乱和激活细胞死亡途径中起核心作用。然而,这种氧化应激的增加并不总是导致脂质过氧化,表明ROS生成和LPO并不总是直接相关。此外,这两种毒素还改变了细胞周期动态
作者贡献声明
Cristina Juan:撰写 – 审稿与编辑、数据可视化、验证、监督、资金获取、概念构思。Juan García Ana:撰写 – 审稿与编辑、数据可视化、监督、项目管理、方法学、资金获取、正式分析、概念构思。Paula Llorens:撰写 – 审稿与编辑、实验研究。Claudia Moyano-López:撰写 – 初稿撰写、方法学设计、实验研究、数据整理。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。不存在需要声明的利益冲突
致谢
本工作得到了西班牙科学与创新部(PID2020-115871RB-100)和瓦伦西亚自治区教育、大学与就业部(CIAICO/2022/199)的支持。CML感谢瓦伦西亚自治区教育、大学与就业部为CIAICO/2022/199项目提供的支持。