بیس فنول A تخریب عصبی را از طریق اختلال در هموستازی کلسیم درون سلولی در نورون های قشری مشتق از سلول های بنیادی جنینی القا می کند
تاریخ انتشار: جمعه 17 خرداد 1398
| امتیاز:
بیس فنول A(BPA) یک اخلال گر اندوکرینی اگزوژن است که به طور گسترده ای در محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد. به دلیل قابلیت عبور از طریق سد خونی-مغزی، شواهدی دال بر ارتباط قرار گرفتن در معرض بیس فنول A با عملکردهای نامناسب عصبی روانی، اختلالات عصبی رفتاری و بیماری های مخرب عصبی وجود دارد. با این حال، مکانیسم های دخیلی که به موجب آن ها بیس فنول A تخریب عصبی را القا می کند هنوز مشخص نیست. مطالعه ما از نورون های قشری انسانی مشتق از سلول های بنیادی جنینی انسانی(hCNs) به عنوان مدل سلولی برای بررسی عوارض نوروتوکسیک ناخواسته بیس فنول A استفاده کرده است. سلول های hCNs با غلظت های 0، 1/0، 1 و 10 میکرو مولار بیس فنول A برای 14 روز تیمار شدند. اثرات قرار گرفتن در معرض بیس فنول A روی مورفولوژی سلولی، زنده مانی سلولی و مارکر عصبی(MAP2) برای ارزیابی تخریب عصبی اندازه گیری شد. هموستازی کلسیم درون سلولی، تولید گونه های اکسیژن فعال(ROS) و عملکردهای اندامکی نیز در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که قرار گرفتن مزمن در معرض بیس فنول A به مورفولوژی عصبی آسیب می رساند، آپوپتوز عصبی را القا کرد و بیان MAP2 را در سطح رونویسی و ترجمه کاهش داد. سطح کلسیم درون سلولی در hCNs بعد از قرار گرفتن در معرض بیس فنول A از طریق میانجی گری NMDARs-nNOS-PSD-95 افزایش یافت. با این حال، بیس فنول A بوسیله بالا بردن تولید ROS و کاهش دفاع آنتی اکسیدانی در hCNs منجر به استرس اکسیداتیو می شود. علاوه بر این، بیس فنول A استرس اندوپلاسمی را شروع کرد و آزادسازی سیتوکروم C را از طریق مختل کردن عملکرد میتوکندریایی افزایش داد. در نهایت، بیس فنول A آپوپتوز سلولی را از طریق تنظیم خانواده Bcl-2 و مسیر پیام رسانی وابسته به کاسپاز شروع کرد. در مجموع، بیس فنول A اثرات نوروتوکسیکی را روی hCNs و از طریق آپوپتوز اعمال کرد که ممکن است ناشی از اختلال در هموستازی کلسیم درون سلولی و عملکرد نامناسب اندامک های سلولی باشد.
Chemosphere. 2019 Apr 15;229:618-630. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.04.099. [Epub ahead of print]
Bisphenol-A induces neurodegeneration through disturbance of intracellular calcium homeostasis in human embryonic stem cells-derived cortical neurons.
Wang H1, Zhao P1, Huang Q2, Chi Y3, Dong S4, Fan J5.
Abstract
Bisphenol-A (BPA) is a representative exogenous endocrine disruptor, which is extensively composed in plastic products. Due to the capability of passing through the blood-brain barrier, evidence has linked BPA exposure with multiple neuropsychological dysfunctions, neurobehavioral disorders and neurodegenerative diseases. However, the underlying mechanism by which BPA induces neurodegeneration still remains unclear. Our study used human embryonic stem cells-derived human cortical neurons (hCNs) as a cellular model to investigate the adverse neurotoxic effects of BPA. hCNs were treated with 0, 0.1, 1 and 10 μM BPA for 14 days. Impacts of BPA exposure on cell morphology, cell viability and neural marker (MAP2) were measured for evaluating the neurodegeneration. The intracellular calcium homeostasis, reactive oxygen species (ROS) generation and organelle functions were also taken into consideration. Results revealed that chronic exposure of BPA damaged the neural morphology, induced neuronal apoptosis and decreased MAP2 expression at the level of both transcription and translation. The intracellular calcium levels were elevated in hCNs after BPA exposure through NMDARs-nNOS-PSD-95 mediating. Meanwhile, BPA led to oxidative stress by raising the ROS generation and attenuating the antioxidant defense in hCNs. Furthermore, BPA triggered ER stress and increased cytochrome c release by impairing the mitochondrial function. Ultimately, BPA triggered the cell apoptosis by regulating Bcl-2 family and caspase-dependent signaling pathway. Taken together, BPA exerted neurotoxic effects on hCNs by eliciting apoptosis, which might due to the intracellular calcium homeostasis perturbation and cell organellar dysfunction.
Copyright © 2019 Elsevier Ltd. All rights reserved.
PMID: 31102917