跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https公司

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
。2021年6月：153:105312。
doi:10.1016/j.nbd.c21.105312。 Epub 2021年2月23日。

工业溶剂三氯乙烯诱导帕金森病大鼠模型LRRK2激酶活性和多巴胺能神经变性

布里亚娜·德米兰达 1, 桑德拉·卡斯特罗 2, 艾米丽·罗查 2, 克里斯托弗·博德尔 2, 卡特里娜·E·约翰逊 2, J蒂莫西·格林纳米尔 2
附属机构

工业溶剂三氯乙烯诱导帕金森病大鼠模型中LRRK2激酶活性和多巴胺能神经退行性变

布里亚娜·德米兰达等。 神经生物学疾病。 2021年6月。

摘要

基因-环境相互作用与大多数特发性帕金森病（PD）风险有关，一些最广泛的环境污染物对多巴胺能神经元具有选择性毒性。长期以来，农药与帕金森病发病率有关，然而，越来越明显的是，其他工业副产品可能会影响神经退化。例如，化学、机械加工和干洗行业中使用的有机溶剂越来越受到关注，因为数十年来溶剂的使用及其对环境的影响已经污染了世界上大部分的地下水和土壤。与某些杀虫剂一样，某些有机溶剂，如氯化卤代碳三氯乙烯（TCE），是线粒体毒物，共同参与多巴胺能神经变性的发病机制。最近，我们假设环境线粒体毒物和蛋白激酶LRRK2之间可能存在基因-环境相互作用，而蛋白激酶LRK2的突变是家族性和散发性PD最常见的遗传原因。此外，新的数据表明野生型LRRK2激酶活性升高也有助于特发性PD的发病机制。为此，我们研究了老年大鼠慢性全身TCE暴露（200 mg/kg）是否产生野生型LRK2激活并导致黑质纹状体多巴胺能功能障碍。有趣的是，我们发现TCE不仅在大脑中诱导LRRK2激酶活性，而且在黑质纹状体束中产生显著的多巴胺能损伤，氧化应激升高，并导致溶酶体功能障碍和α-突触核蛋白积聚。总之，这些数据表明TCE诱导的LRRK2激酶活性对多巴胺能神经元的选择性毒性有贡献。我们得出结论，某些工业污染物和LRRK2之间的基因-环境相互作用可能会影响PD风险。

关键词：LRRK2；神经变性；氧化应激；三氯乙烯；α-突触核蛋白。

PubMed免责声明

数字

图1。
图1.暴露于TCE的老龄大鼠表现出选择性黑质纹状体神经变性。
答：。15个月大的雄性Lewis大鼠每天经口灌胃给予200 mg/kg TCE或载体（橄榄油），持续6周。B至D。通过旷场室运动行为分析测得的定量参数显示，“行走距离”存在显著差异（F（4，5=5.267），第页=0.015）和“时间动态”（F（4，4=3.182），第页=0.03）但不是“梁断裂”（F（4，5=1.408），第页= 0.06).E。描述6周后TCE或载体治疗大鼠自由运动的轨迹图。F、。纹状体、黑质致密部（SNpc）和腹侧被盖区（VTA）酪氨酸羟化酶（TH；红色）阳性细胞的代表性20×蒙太奇图像。G-I.公司。纹状体多巴胺能细胞丢失的定量（F（5，11=3.567），第页=0.0001）和SNpc（F（8，4=2.959），第页<0.0001），而不是VTA（F（2，2=3.46）(第页=0.73）。统计分析未配对t检验，误差条代表SEM(N个=7辆车，10 TCE）。
图2。
图2 TCE暴露大鼠腹侧中脑氧化损伤和神经炎症的证据。
对暴露于200 mg/kg TCE或溶剂（橄榄油）6周的15个月龄雄性Lewis大鼠的脑组织进行免疫组化。答：。SNpc（TH，绿色）多巴胺能神经元中过氧亚硝酸盐加合物3-硝基酪氨酸（3-NT，红色）和脂质过氧化标记物4-羟基壬醛（4-HNE，白色）的典型共焦图像（60×）。B-C.公司。3-NT的量化（F（8，10=517.6），第页=0.0006）和4-HNE（F（8，6=65.19），第页=0.0061），多巴胺能神经元内的氧化损伤在TCE暴露6周后升高。D。载体和TCE治疗大鼠SNpc中小胶质细胞（IBA-1，青色）和多巴胺能神经元（TH，红色）的代表性图像（20×蒙太奇）。E。IBA-1强度的量化没有显著差异（F（13，3=2.82），第页=0.309）。F、。TCE或溶媒治疗大鼠SNpc中IBA-1（绿色）和髓样溶酶体蛋白CD68（红色）、周围多巴胺能神经元（TH，蓝色）的典型共焦图像（60×）。G.公司。与溶媒相比，TCE治疗大鼠SNpc中的CD68区域显著升高（F（13，6=1.59），第页= 0.005). 统计分析未配对t检验，误差条代表SEM，（N=7辆车，10 TCE）。
图3。
图3 TCE治疗大鼠的多巴胺能神经元发生溶酶体功能障碍和蛋白质积累。
对暴露于200 mg/kg TCE或溶剂（橄榄油）6周的15个月龄雄性Lewis大鼠的脑组织进行免疫组化。答：。溶媒或TCE治疗大鼠SNpc中Rab5（200×，红色）、p62/SQSTM1（100×，白色）和Lamp1（100×、黄色）的典型共焦图像（分别对TH、绿色、蓝色、品红色进行复染）。B。TCE暴露大鼠SNpc中多巴胺能神经元的早期内体标记物Rab5显著升高（F（12，23=1.62），第页= 0.0087).C、。泛素样蛋白p62/SQSTM1在TCE处理的大鼠中也显著升高（F（14，第页= 0.035).D。TCE治疗大鼠多巴胺能神经元溶酶体膜蛋白Lamp1显著降低（F（9，14=4.84），第页< 0.0001).E-G.公司。TCE暴露大鼠多巴胺能神经元（TH，白色）中磷酸化（pSer1 29-αSyn，红色）和总αSyn（绿色）蛋白蓄积；pSer129-αSyn（F（3，3=1.87），第页=0.0076），总αSyn（F（3，3=2.82），第页= 0.0003). 统计分析未配对t检验，误差条代表SEM，（N=7辆车，10 TCE）。
图4。
图4：TCE暴露影响与激酶活性升高相关的LRRK2蛋白-蛋白质相互作用。
对暴露于200 mg/kg TCE或溶剂（橄榄油）6周的15个月龄雄性Lewis大鼠的脑组织进行免疫组化。一个-BTCE治疗动物多巴胺能神经元（TH，红色）中LRRK2（N241A）及其调节蛋白14-3-3（PL；绿色）之间的邻近连接分析（PLA）显示，与载体相比，信号显著减少（F（3，4=35.43），第页= 0.0084).C-E类针对pThr73-Rab10（红色）产生的抗体表明LRRK2激酶底物在多巴胺能神经元（TH，白色；F（3，3=1.87），第页=0.0076），以及在接触TCE 6周后培养的Lewis大鼠白细胞（WBC）中（F（3，3=4.20），第页= 0.0238). 统计分析未配对t检验，误差条代表SEM，（N=7辆车，10 TCE）。
图5。
图5 TCE诱导的LRRK2激酶活性在多巴胺能神经元丧失之前升高。
答：。成年（10个月）雄性和雌性Lewis大鼠通过每日经口灌胃给予200 mg/kg TCE或载体（橄榄油）治疗1、3或6周。B-C公司男性纹状体多巴胺能神经元终末显著减少(第页=0.0054）和内螺纹(第页<0.0001）动物暴露3周后（F（7705=20.33），第页<0.0001），然而，使用体视学测量的多巴胺能神经元的丢失在男性中没有达到显著性(第页=0.005）和内螺纹(第页=0.0039）大鼠直至连续TCE暴露6周（F（3，第页< 0.0001);N个= 5. 图中显示了溶媒和TCE治疗动物之间的Tukey事后比较。D。TCE治疗3周后，雄性Lewis大鼠培养的白细胞中未出现pThr73-Rab10的蓄积（F（3，3=2.808），第页= 0.11).E类-H（H）在200 mg/kg TCE暴露3周后，对老年成年（10个月）雄性Lewis大鼠纹状体中LRRK2磷酸化的Western blot定量显示pSer935显著升高（F（4，4=1.168），第页=0.0028），pSer1292（F（3，4=3.924），第页=0.003）和pThr73-Rab10（F（4，第页= 0.0004).I-L.公司。TCE暴露3周后SN中LRRK2磷酸化的Western blot定量显示pSer1 292-LRRK 2显著升高（F（3，3=5.820），第页=0.0439），但不是pSer935（F（3，3=3.213），第页=0.0671）或pThr73-Rab10（F（3，3=13.93），第页= 0.0822); 未配对T检验（N=5），误差条代表SEM。
图6。
图6.全身TCE暴露剂量依赖性地提高大鼠大脑中LRRK2激酶活性。
一个-D类Western blot分析纹状体组织中LRRK2激酶活性对TCE（50–800 mg/kg）或载体（橄榄油）浓度增加的反应，通过每日灌胃给老年成年（10个月）雄性Lewis大鼠3周；pSer935（F（5，18=3.806），第页=0.0158），pSer1292（F（5，22=3.3692），第页=0.0141），pThr73-Rab10（F（5，21=4.111），第页= 0.0093).E类-H（H）.SN中LRRK2激酶活性的相应western blot分析；pSer935（F（5，18=3.098），第页=0.0344），pSer1292（F（5，18=3.201），第页=0.0306），pThr73-Rab10（F（5，18=3.385），第页= 0.0249); 单因素方差分析，N=5，误差条代表SEM。我-L（左）未经处理的LRRK2-G2019S敲除小鼠脑组织中LRRK2激酶活性的比较；pSer935（F（2，2=1.371），第页=0.314），pSer1292（F（2，2=2.421），第页=0.0449），pThr73-Rab10（F（2，2=4.590），第页= 0.0176); 未配对T检验，N个=3，误差条代表SEM。
图7。
图7 TCE暴露后多巴胺能神经元LRRK2介导的病理学途径。
三氯乙烯（TCE）经历了广泛的代谢，产生了几种可能的线粒体毒物。TCE暴露后的线粒体损伤会导致细胞氧化应激，这可能会诱导LRRK2激酶活性，并导致多巴胺能神经元的下游细胞功能障碍。在目前的研究中，TCE治疗的大鼠表现出可定量检测氧化蛋白修饰（3-硝基酪氨酸）、脂质过氧化（4-羟基壬醛）、Rab5阳性早期内体的积累、自噬减少（Lamp1，p62）和内源性α-突触核蛋白的积累（总量，pSer129）。虚线箭头表示假设的机制。部分使用创建的图像Biorender.com公司。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. 美国毒物和疾病登记署。，2019.三氯乙烯（TCE）毒理学概况。美国卫生与公共服务部，公共卫生服务，佐治亚州亚特兰大。-公共医学
    1. Alessi DR，Sammler E，2018年。LRRK2激酶与帕金森病。《科学》360，36-37。10.1126/科学.aar5683。-内政部-公共医学
    1. Ascherio A、Chen H、Weisskopf MG、O'Reilly E、McCullough ML、Calle EE、Schwarzschild MA、Thun MJ，2006年。农药接触与帕金森病风险。《神经年鉴》60，197-203。10.1002/ana.20904。-内政部-公共医学
    1. Bae E-J、Kim D-K、Kim C、Mante M、Adame A、Rockenstein E、Ulusoy A、Klinkenberg M、Jeong GR、Bae JR、Lee C、Lee H-J、Lee B-D、Monte DAD、Masliah E、Lee S-J，2018年。LRRK2激酶通过RAB35磷酸化调节α-突触核蛋白的增殖。国家公社9，3465。10.1038/s41467-018-05958-z。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Baltazar MT、Dinis-Oliveira RJ、de Bastos ML、Tsatsakis AM、Duarte JA、Carvalho F，2014年。农药暴露是帕金森病和其他神经退行性疾病的致病因素——一种机械方法。毒物。Lett第230页，第85-103页。10.1016/j.toxlet.2014.01.039。-内政部-公共医学

出版物类型

MeSH术语

LinkOut-更多资源