P2X7R-NF-κB-PDI信号通路通过调控ATF4介导的xCT上调和ASCT2亚硝基化影响LPS诱导的海马谷胱甘肽合成障碍

本研究揭示P2X7R-NF-κB-PDI信号通路通过调控ATF4介导的xCT上调和ASCT2的S-亚硝基化（S-nitrosylation），在LPS诱导的神经炎症中导致谷胱甘肽（GSH）合成障碍，为神经退行性疾病氧化应激机制提供新靶点。

　　

Highlight部分

实验动物与化学品

本研究使用雄性P2X7R^+/+（C57Bl/6J）和PX2X7R^-/-（由Pfizer开发）小鼠（60-90日龄，25-30克，美国杰克逊实验室）。小鼠在受控条件下（22±2°C，55%±5%湿度，12小时光/12小时暗循环）自由进食饮水。动物实验方案经翰林大学机构动物护理与使用委员会批准（韩国春川，编号：#Hallym 2021-30，批准日期：2021年5月17日及#Hallym 2024-37）。

LPS诱导的NF-κB激活降低海马GSH含量和ASCT2水平

NF-κB是LPS诱导炎症的重要调节因子。特别是NF-κB p65亚基丝氨酸（S）276和S311磷酸化分别对小胶质细胞和星形胶质细胞的LPS诱导激活至关重要，该过程受P2X7R调控（Roy et al., 2006; Lee et al., 2014; Kim et al., 2013）。因此，我们探讨了NF-κB激活是否影响LPS诱导的ASCT2表达和GSH水平。本研究中，LPS增强了NF-κB p65 S276（χ²₍₂₎ = 17.132, p < 0.001, Kruskal-Wallis检验）和S311（F_(2,15) = 13.752, p < 0.001, 单因素方差分析）磷酸化，同时降低了ASCT2表达（F_(2,15) = 10.241, p < 0.01）和GSH含量（F_(2,15) = 9.332, p < 0.01）。有趣的是，SN50（NF-κB抑制剂）减轻了这些LPS诱导的变化。

讨论

本研究的新发现表明，TLR4-P2X7R-NF-κB-PDI信号通路调控ASCT2的S-亚硝基化/表达和ATF4介导的xCT上调，从而影响LPS诱导神经炎症中的GSH生物合成（图8）。

GSH是最丰富的细胞内抗氧化剂。因此，GSH耗竭会导致中枢神经系统氧化应激和神经元损伤。由于半胱氨酸是限速底物，最佳的细胞内半胱氨酸水平对于维持GSH合成至关重要。

结论

本研究中，我们首次证明LPS处理后，PDI调控ATF4介导的xCT表达、ASCT2的S-亚硝基化/表达以及Nrf2-GSHS通路，从而影响GSH生物合成。此外，P2X7R和NF-κB信号通路的激活是这些现象的上游调节因子。这些发现表明，TLR4-P2X7R-NF-κB-PDI信号通路可能通过调控ASCT2、xCT和GSHS功能，在LPS诱导的GSH合成障碍中发挥重要作用。