Astaxanthin mitigates cobalt cytotoxicity in the MG-63 cells by modulating the oxidative stress

doi:10.1186/s40360-017-0166-1

.2017年7月24日；18(1):58.

doi:10.1186/s40360-017-0166-1。

虾青素通过调节氧化应激减轻MG-63细胞中钴的细胞毒性

大河李¹, 文文通², 刘登辉², 邹玉明², 陈章², 徐伟东^三

附属机构

¹中国泰安第八十八军医院骨科，271000。
²海军医科大学上海长海医院骨科，上海，200433，中国。
^三海军医科大学上海长海医院骨科，上海，200433，中国。weidongxu2016@yeah.net。

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内政部： 10.1186/s40360-017-0166-1

虾青素通过调节氧化应激减轻MG-63细胞中钴的细胞毒性

大河李等。 BMC药物毒理学. 2017.

.2017年7月24日；18(1):58.

doi:10.1186/s40360-017-0166-1。

作者

大河李¹, 文文通², 刘登辉², 邹玉明², 陈章², 徐伟东^三

附属机构

¹中国泰安第八十八军医院骨科，271000。
²海军医科大学上海长海医院骨科，上海，200433，中国。
^三海军医科大学上海长海医院骨科，上海，200433，中国。weidongxu2016@yeah.net。

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内政部： 10.1186/s40360-017-0166-1

摘要

背景：近年来，随着金属对金属（MoM）轴承的再次流行，钴的毒性已成为医生和患者在全髋关节置换手术中关注的一个问题。

方法：MG-63细胞系在体外培养并与氯化钴（CoCl）孵育₂)和/或用虾青素（ASX）处理24小时。采用MTT法评估钴暴露和ASX处理后的细胞活力。进行荧光活化细胞分选（FACS）分析以检测活性氧（ROS）水平。采用定量实时聚合酶链反应（PCR）检测相关靶点的mRNA水平。western blot分析检测蛋白表达。采用单因素方差分析（ANOVA）和纽曼-凯尔斯（Newman-Keuls）多重比较法对所有获得的数据进行分析。

结果：在目前的研究中，ASX对Co（II）诱导的MG-63细胞株细胞毒性具有显著的保护作用。我们还发现ASX通过调节Bcl-2家族蛋白的表达来保护细胞免受Co诱导的凋亡。此外，血红素加氧酶1（HO-1）可被钴暴露激活；ASX处理显著抑制HO-1激活，抑制钴暴露诱导的氧化应激。此外，c-Jun N末端激酶（JNK）磷酸化被证明参与了ASX保护作用的信号通路。然而，通过siRNA转染或JNK抑制剂SP600125处理敲低JNK表达并不影响ASX对MG-63细胞中钴细胞毒性的保护作用。

结论：ASX通过调节氧化应激减轻了MG-63细胞中钴的细胞毒性。ASX可能是一种很有前途的治疗髋关节手术中钴毒性的方法。

关键词：虾青素；钴细胞毒性；MG-63细胞；氧化应激。

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道德批准和参与同意

不适用。

出版同意书

不适用。

竞争性利益

作者声明，他们没有相互竞争的利益。

出版商备注

Springer Nature在公布的地图和机构关联中的管辖权主张方面保持中立。

数字

图1
虾青素显著改善钴诱导的细胞毒性和凋亡。一MG-63细胞的活力随着钴浓度的增加而降低²⁺从10μM增加到400μM。(***P（P）*<0.01 vs 0μM）b)ASX显著抑制了钴对细胞活性的细胞毒性。[***P（P）*<0.01 vs Con；^## *P（P）*<0.01 vs钴（200）]**c（c）**)FACS分析表明，ASX（20 nM）显著抑制Co诱导的细胞凋亡²⁺暴露。d日Western blot分析表明ASX（20 nM）显著调节与凋亡相关的蛋白：与Co相比²⁺-暴露组、ASX治疗组bcl-2表达显著增加，caspase-3和bax表达显著降低。（1，车用MG-63细胞；2，钴²⁺-暴露细胞；3，公司²⁺-ASX处理的暴露细胞（1 nM）；4，公司²⁺-ASX处理的暴露细胞（5 nM）；5，公司²⁺-ASX处理的暴露细胞（10 nM）；6，公司²⁺-ASX处理的暴露细胞（20 nM）***P（P）*<0.01比1；^## *P（P）*<0.01 vs 2）

图2
虾青素对钴细胞毒性的保护作用与HO-1表达和JNK磷酸化有关。一与对照组相比，Co²⁺暴露显著提高HO-1的表达，ASX预处理可使HO-1表达随浓度升高而降低。（1，车用MG-63细胞；2，钴²⁺-暴露细胞；3，钴²⁺-用ASX（1nM）处理的暴露的细胞；4，公司²⁺-ASX处理的暴露细胞（5 nM）；5，公司²⁺-ASX处理的暴露细胞（10 nM）；6，公司²⁺-ASX处理的暴露细胞（20 nM）***P（P）*<0.01比1；^## *P（P）*<0.01 vs 2）b)与Co相比²⁺-暴露组，ASX预处理显著抑制JNK的磷酸化。(***P（P）*<0.05 vs Co）

图3
下调JNK并没有显著影响ASX对钴细胞毒性的保护作用。一qRT-PCR分析表明：ASX预处理显著降低了TNF-α、NF-κB和HO-1的mRNA水平，siRNA干扰或抑制剂SP600125下调JNK并没有显著解除ASX预治疗的保护作用。(***P（P）*<0.01 vs Con；^## *P（P）*<0.01 vs Co；^§§ *P（P）*<0.01 vs Co+ASX）b)Western blot分析表明，ASX预处理显著降低了TNF-α、NF-κB和HO-1的表达，siRNA干扰或抑制剂SP600125下调JNK并没有显著解除ASX预治疗的保护作用。(***P（P）*<0.01 vs Con；^## *P（P）*<0.01 vs Co；^§§ *P（P）*<0.01 vs Co+ASX）

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