硝普钠通过p38通路抑制分化神经干细胞的存活

The Inhibition Effects of Sodium Nitroprusside on the Survival of Differentiated Neural Stem Cells through the p38 Pathway.

作者信息Lingling Jiao, Tongying Xu, Xixun Du, Xi Chen, Qian Jiao, Hong Jiang
PMID36979248
期刊Brain Sci
发布时间2023-03
DOI10.3390/brainsci13030438

实验完整度

包含体外细胞培养、CCK-8活力检测、Western blot及免疫荧光等多项实验,但仅涉及体外模型,缺乏体内验证和机制层面的深入探索。

主要模型

原代大鼠胚胎神经干细胞(E14-15皮层) 体外分化后的神经干细胞(含神经祖细胞、神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞)

重点核对

SNP浓度梯度50-400μM,处理24小时 细胞活力检测:CCK-8法 凋亡标志物:cleaved caspase 3表达 p38磷酸化水平 p38拮抗剂SB202190预处理(10μM,30分钟)对SNP效应的逆转

摘要

一氧化氮(NO)是调节神经元发育的关键因素。然而,在不同生理条件下,NO的某些作用较为复杂。在本研究中,我们使用分化的神经干细胞(NSCs),其中包含神经祖细胞、神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞,以观察硝普钠(SNP)对神经系统早期发育阶段的生理效应。SNP处理24小时后,结果显示,SNP在100 μM、200 μM、300 μM和400 μM浓度下导致细胞活力降低和cleaved caspase 3水平升高,而在50 μM浓度下未见显著变化。SNP处理组对神经元分化无影响。在SNP浓度为100 μM、200 μM、300 μM和400 μM时,p38的磷酸化也显著上调,而50 μM浓度与对照组相比无变化。我们还观察到,随着SNP浓度的增加,磷酸化水平升高。为了进一步探讨p38在SNP调节分化NSCs存活中的可能作用,将p38丝裂原活化蛋白激酶的拮抗剂SB202190(浓度为10 mM)预处理30分钟,发现SNP处理后磷酸化p38的比例降低。SB202190和SNP联合处理组的存活率和细胞活力增加。综上所述,我们的结果表明p38参与NO调节的NSCs细胞存活。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
NO供体SNP对分化NSCs存活和分化的影响及其机制。
核心机制
SNP通过上调p38磷酸化,进而促进分化NSCs的凋亡(cleaved caspase 3升高),从而降低细胞存活;p38介导了NO对NSCs存活的影响。
主要证据
使用原代大鼠NSCs体外分化体系,CCK-8显示SNP(≥100μM)降低细胞活力;Western blot显示cleaved caspase 3和p-p38水平升高;SB202190预处理可逆转SNP引起的存活下降和p38磷酸化。
研究意义
该研究有助于理解NO在神经系统发育早期对NSCs存活的影响,为相关神经疾病治疗提供潜在策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

NSCs的分离与培养

获取具有增殖和分化能力的神经干细胞。

从孕14-15天大鼠胚胎皮层分离NSCs,在含有生长因子的无血清培养基中培养形成神经球,并通过免疫荧光染色检测nestin阳性。

2

NSCs的分化

获得包含多种细胞类型(神经祖细胞、神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞)的分化体系。

将NSCs在含有1%FBS的分化培养基中培养7天,通过免疫荧光和Western blot鉴定β-tubulin III和GFAP的表达。

3

SNP处理对细胞存活的影响

检测不同浓度SNP对分化NSCs存活的影响。

将分化NSCs用SNP(50、100、200、300、400μM)处理24小时,通过CCK-8检测细胞活力,Western blot检测caspase 3和cleaved caspase 3表达。

4

p38信号通路在SNP效应中的作用

验证p38是否介导SNP对分化NSCs存活的影响。

用p38拮抗剂SB202190(10μM)预处理30分钟,再与SNP(200μM)共处理24小时,检测p-p38/p38比例、细胞存活和活力变化。

5

SNP对神经元分化的影响

检测SNP是否影响NSCs的神经元分化。

将分化1天的NSCs用不同浓度SNP处理24小时,通过免疫荧光和Western blot检测β-tubulin III阳性细胞比例及蛋白表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证细胞功能变化
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM/F12培养基VivaCell BiosciencesC3130-0500
N2添加剂GibcoA1370701
B27添加剂Gibco17504044
碱性成纤维细胞生长因子Peprotech100-18B
表皮生长因子GibcoPHG0315
青霉素-链霉素SolarbioP1400
肝素SigmaH3149
胎牛血清Gibco10099-141
硝普钠Sigma71778
细胞计数试剂盒-8TargetmolC0005
SB202190SigmaS0767
多聚赖氨酸SigmaP1399
正常山羊血清SolarbioSL038
Triton X-100BiosharpBS084
磷酸盐缓冲液Thermo Fisher Scientific--
抗巢蛋白抗体MilliporeMAB353
抗β-微管蛋白III抗体MilliporeMAB5564
抗胶质纤维酸性蛋白抗体MilliporeMAB360
TRITC标记的山羊抗小鼠IgGInvitrogenA31570
FITC标记的山羊抗小鼠IgGInvitrogenA21202
含DAPI封片剂BeyotimeC1006
荧光显微镜Carl ZeissAX10
抗p38抗体Cell Signaling Technology9212S
抗磷酸化p38抗体Cell Signaling Technology9211S
抗caspase 3抗体Cell Signaling Technology9662S
抗β-actin抗体Biossbs-0061R
RIPA裂解液Beyotime--
SDS-PAGE分离胶缓冲液(4X)Cowin BiotechCW0026
SDS-PAGE浓缩胶缓冲液(4X)Cowin BiotechCW0025
甘氨酸BioFroxx1275GR500
吐温-20SolarbioT8220
ECL检测试剂Pierce Biotechnology--
Amersham ImageQuant 800成像系统Cytiva--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
NSCs分离与培养
大鼠胚胎天数(E14-15);培养基成分(DMEM/F12,1%N2,2%B27,10ng/mL bFGF,20ng/mL EGF,100U/mL青霉素,100μg/mL链霉素,2.5μg/mL肝素);传代周期5-7天
阅读提示:Methods 2.1
细胞活力测定(CCK-8)
SNP浓度(50-400μM);处理时间(24h);细胞接种数量(约10,000个/96孔);CCK-8试剂孵育时间(2h);检测波长(450nm)
阅读提示:Methods 2.2
p38抑制实验
SB202190浓度(10μM);预处理时间(30min);SNP浓度(200μM)及处理时间(24h)
阅读提示:Methods 2.2和Results 3.3
免疫荧光染色
4%PFA固定;5%正常山羊血清和0.25%Triton X-100封闭;一抗浓度(nestin 1:200, β-tubulin III 1:200, GFAP 1:1000);二抗浓度(1:500);DAPI封片
阅读提示:Methods 2.3
Western blot分析
一抗浓度(p38 1:1000, p-p38 1:1000, caspase 3 1:1000, β-actin 1:5000);SDS-PAGE凝胶(10%);转膜后5%脱脂牛奶封闭1h;一抗4℃过夜;二抗室温2h;ECL检测
阅读提示:Methods 2.4