TDCPP 通过干扰 ALG-2/ALIX 介导的 ESCRT-III 募集破坏溶酶体膜修复及其神经毒性机制研究

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Environmental Pollution 7.6

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  为探究 TDCPP 神经毒性机制,研究人员以 SH-SY5Y 和 C8-D1A 细胞为模型,研究 ESCRT 依赖的溶酶体膜修复机制。发现 TDCPP 抑制 ALG-2、ALIX、CHMP4B 表达,阻碍 ESCRT-III 募集,致溶酶体损伤和凋亡,过表达 ALG-2/ALIX 可缓解。为 TDCPP 毒性防治提供新方向。

  在现代工业社会,各类化学物质广泛应用于生活的方方面面,其中阻燃剂是一类重要的化工产品。然而,随着阻燃剂使用量的增加,其带来的环境和健康问题也日益受到关注。三(1,3 - 二氯 - 2 - 丙基)磷酸酯(TDCPP)作为一种常见的有机磷阻燃剂(OPFRs),被广泛用于建筑材料、家具、电子设备和婴儿产品等领域。由于其作为添加剂阻燃剂是物理掺入聚合物中的,在使用过程中会通过浸出、挥发和磨损等方式释放到环境中,导致其在多种环境介质中被检测到,如室内灰尘、水体、食品等,人类和动物可通过呼吸吸入、胃肠道吸收和皮肤接触等途径暴露于 TDCPP。已有研究表明,TDCPP 具有致癌性、致突变性,还会导致内分泌毒性、生殖毒性、肝毒性、肾毒性等,但其神经毒性的详细机制尚不清楚。溶酶体在细胞分类、回收和降解过程中起着关键作用,其膜损伤后的及时修复对细胞存活至关重要,内体分选运输复合体(ESCRT)是溶酶体膜修复的关键因素,而凋亡相关基因 2(ALG-2)和 ALG-2 相互作用蛋白 - X(ALIX)在招募 ESCRT-III 复合物中发挥着重要的调节作用。但 TDCPP 是否会影响这一修复机制从而导致神经毒性尚不明确,因此开展相关研究具有重要意义。
石河子大学的研究人员开展了 TDCPP 诱导神经毒性中 ESCRT 依赖的溶酶体膜修复机制的研究,特别是 ALG-2 和 ALIX 在招募 ESCRT-III 复合物中的调节作用,相关研究成果发表在《Environmental Pollution》。

研究人员主要采用了细胞培养、细胞活力检测(CCK-8 法)、蛋白表达检测(如 Western blot)等技术方法,以人神经母细胞瘤细胞系 SH-SY5Y 和小鼠星形胶质细胞系 C8-D1A 为 TDCPP 暴露的体外模型进行研究。

TDCPP 暴露诱导 SH-SY5Y 和 C8-D1A 细胞溶酶体膜损伤和凋亡


CCK-8 结果显示,随着 TDCPP 暴露浓度的增加,SH-SY5Y 和 C8-D1A 细胞的活力逐渐下降,据此确定了实验所用的 TDCPP 处理剂量。研究表明,TDCPP 暴露会导致细胞溶酶体膜完整性被破坏,诱导细胞凋亡。

TDCPP 损害 ESCRT 依赖的溶酶体膜修复机制


通过研究发现,TDCPP 暴露会使 ALG-2、ALIX 和 ESCRT-III 亚基 —— 带电多泡体蛋白 4B(CHMP4B)的表达降低,ALG-2/ALIX 介导的 CHMP4B 募集减少,同时半乳凝素 - 3(galectin-3)和裂解的聚(ADP - 核糖)聚合酶(Cleaved-PARP)水平升高,细胞凋亡率增加,表明 TDCPP 通过 ESCRT 依赖的机制损害了溶酶体膜修复。

ALG-2 和 ALIX 过表达恢复 CHMP4B 积累并减轻 TDCPP 诱导的损伤


实验显示,ALG-2 和 ALIX 过表达能够恢复 CHMP4B 在损伤部位的积累,促进溶酶体恢复,减轻 TDCPP 诱导的溶酶体膜损伤和凋亡。

研究结论表明,TDCPP 通过干扰 ALG-2/ALIX 介导的 ESCRT-III 募集,导致溶酶体膜修复缺陷,破坏溶酶体膜完整性,进而诱导细胞凋亡,引发神经毒性。而 ALG-2 和 ALIX 过表达可增强溶酶体膜修复能力,维持细胞稳态,减少神经元凋亡和神经毒性。该研究揭示了 TDCPP 破坏溶酶体膜修复的新机制,为阐明 TDCPP 诱导神经毒性的分子机制提供了依据,也为对抗 TDCPP 毒性提供了潜在的治疗策略,有助于进一步认识 TDCPP 的神经毒性危害,为相关环境污染和健康问题的防治提供了重要的理论支持和研究方向。

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