三氯生诱导的神经炎症在Neuro-2a细胞中发展出半胱天冬酶非依赖性和TNF-α信号通路相关的坏死性凋亡。

Triclosan-induced neuroinflammation develops caspase-independent and TNF-α signaling pathway associated necroptosis in Neuro-2a cells.

作者信息Parul Katiyar, Somesh Banerjee, Sandip Nathani, Partha Roy
PMID35633890
发布时间2022-05-06
DOI10.1016/j.crtox.2022.100072

实验完整度

中

实验包括细胞活力、自噬、线粒体、坏死性凋亡和tau蛋白检测,但缺乏动物模型和患者样本验证,且部分机制研究存在缺口。

主要模型

小鼠神经母细胞瘤Neuro-2a细胞系

重点核对

TCS浓度:1、10、30、50 µM 处理时间:24小时 阳性对照:temsirolimus(0.2 µM)用于自噬,CCCP(20 µM)用于线粒体 坏死性凋亡抑制剂:Nec-1(0.1 µM) 细胞系:Neuro-2a(NCCS, India)

摘要

三氯生(TCS)作为一种广谱抗菌剂,广泛应用于化妆品和医疗保健行业。TCS的亲脂性和持久性导致了严重的健康问题。在本研究中,我们评估了TCS对小鼠Neuro-2a细胞的神经炎症效应。初步研究证实,在TCS存在下,细胞活力和形态呈剂量依赖性丧失。转录和翻译研究证实,Neuro-2a细胞中自噬标志物的表达下调。共聚焦显微镜研究揭示,TCS处理细胞中自噬的废除是由于自噬通量的丧失和自噬体双层脂化的阻止。荧光显微镜也证实,随着TCS浓度的增加,神经元细胞中自噬溶酶体的形成减少。JC-1染色显示,TCS处理导致细胞线粒体完整性丧失,表现为线粒体膜电位降低。此外,转录和翻译研究证实,TCS处理的细胞中TNF-α信号通路激活,从而增强RIPK1、RIPK3和MLKL蛋白及其磷酸化形式的表达。TCS还发现增加Neuro-2a细胞中tau蛋白的病理变化,这暗示与tau相关的神经退行性变的发展。总之,本研究证实了TCS在Neuro-2a细胞中的神经炎症作用,涉及TNF-α诱导的MLKL介导的信号传导。

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
三氯生(TCS)是否在Neuro-2a细胞中诱导神经炎症及其潜在机制?
核心机制
TCS通过抑制自噬通量,导致p62积累,同时下调CASP8表达,激活TNF-α信号通路,上调RIPK1/RIPK3/MLKL并促进其磷酸化,引发坏死性凋亡,并诱导tau蛋白过度表达和磷酸化。
主要证据
MTT和AO/EB染色显示TCS降低细胞活力并诱导坏死;RT-qPCR和Western blot显示自噬标志物(LC3B, ATG7)下调、p62上调,TNF-α、RIPK3、MLKL及其磷酸化水平上调,CASP8和CASP3下调;共聚焦和荧光显微镜显示自噬溶酶体形成受阻、线粒体膜电位降低;Nec-1处理逆转MLKL表达。
研究意义
该研究为TCS的神经毒性提供了体外证据,提示其可能通过坏死性凋亡和tau病理导致神经退行性变,为评估其安全性和监管提供参考。

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

细胞活力与形态评估

评估TCS对Neuro-2a细胞活力及形态的影响,确定后续实验浓度。

使用MTT比色法检测细胞活力,AO/EB双染观察细胞形态和死亡类型。

2

自噬功能分析

检测TCS是否影响自噬过程,包括自噬标志物表达、自噬小体形成及自噬通量。

通过RT-qPCR和Western blot检测LC3B、ATG7、p62表达;使用MDC染色、EGFP-LC3 puncta和LysoTracker染色观察自噬小体和自噬溶酶体。

3

线粒体膜电位检测

评估TCS对线粒体完整性的影响。

使用JC-1荧光探针检测线粒体膜电位变化。

4

坏死性凋亡通路验证

探究TCS是否诱导CASP8非依赖性坏死性凋亡,并验证TNF-α信号通路。

使用DNA片段化分析、RT-qPCR和Western blot检测TNF-α、RIPK1、RIPK3、MLKL及其磷酸化水平,并使用Nec-1抑制RIPK1活性。

5

tau病理分析

评估TCS是否诱导tau蛋白表达和磷酸化,提示神经退行性变风险。

通过RT-qPCR和Western blot检测tau和p-tau表达水平。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基HimediaAT-007
胎牛血清Gibco11573397
抗生素-抗真菌溶液Gibco15240062
三氯生Tokyo Chemical IndustryT1872
二甲基亚砜HimediaTC185
MTT染料HimediaTC191
FLOUstar optima酶标仪BMG labtech--
吖啶橙Sigma318337
溴化乙锭SigmaE28751
EVOS FL细胞成像系统Thermo Fisher Scientific--
替西罗莫司SigmaPZ0020
单丹磺酰尸胺SigmaD4008
EGFP-LC3质粒ADDgene11546
Ultra293转染试剂GeneDireXMB056
共聚焦激光扫描显微镜LSM 780Carl Zeiss--
溶酶体红色荧光探针DND99Thermo Fisher ScientificL7528
JC-1荧光探针Abbkine ScientificKTA4001
RNA X-Press试剂HimediaMB601
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1621
PowerUp SYBR Green预混液Applied BiosystemsA25742
QuantStudio 5实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
RIPA裂解缓冲液HimediaTC131
蛋白酶抑制剂混合物HimediaML051
BCA蛋白定量试剂盒Sigma71258-M
PVDF膜----
牛血清白蛋白----
ECL试剂盒Bio-Rad Laboratories17506061
ImageJ软件NIH--
ATG7抗体Santa Cruz Biotechnologysc-376212
MAP LC3β抗体Santa Cruz Biotechnologysc-271625
p62抗体Santa Cruz Biotechnologysc-48402
CASP8抗体CST4927
CASP3抗体ElabscienceE-AB-13815
TNF-α抗体ElabscienceE-AB-40015
RIPK3抗体ElabscienceE-AB-60962
MLKL抗体ElabscienceE-AB-61022
P-MLKL (Ser358)抗体GeneTexGTX00973
Tau抗体GeneTexGTX112981
P-Tau (Ser198)抗体GeneTexGTX130456
β-Actin抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
坏死抑素-1----
琼脂糖----
溴化乙锭----

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
细胞活力检测
细胞密度(5000 cells/well)、TCS浓度(1-50 µM)、处理时间(24小时)、MTT孵育时间(4小时)、吸收波长(570 nm)
阅读提示:见Methods 2.2节
自噬功能分析
TCS浓度(10、30、50 µM)、阳性对照temsirolimus浓度(0.2 µM)、处理时间(24小时)、转染质粒(EGFP-LC3 2 µg)、染色浓度和时间(MDC 0.5 mM,30分钟)
阅读提示:见Methods 2.5-2.7节以及图3、图4
线粒体膜电位检测
TCS浓度(10、30、50 µM)、阳性对照CCCP浓度(20 µM,30分钟)、处理时间(24小时)、JC-1染色时间(30分钟)
阅读提示:见Methods 2.8节
坏死性凋亡通路验证
TCS浓度(10、30、50 µM)、Nec-1浓度(0.1 µM)、处理时间(24小时)、蛋白检测抗体稀释度
阅读提示:见Methods 2.3、2.9、2.10节及图6、图7
tau病理分析
TCS浓度(10、30、50 µM)、处理时间(24小时)、tau和p-tau抗体稀释度(1:1000)
阅读提示:见Methods 2.9、2.10节和图8