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目的:观察玉米赤霉烯酮(ZEA)对GnRH神经元(GT1-7细胞)分泌GnRH的影响,并通过kisspeptins/GPR54系统及ERK1/2信号通路探讨其作用机制。 方法:GT1-7细胞正常传代培养,用形态学观察法对细胞进行鉴定;待正常传代的细胞铺满80%左右,2%血清饥饿12h。⑴按ZEA的不同浓度分组:0nmol/L(对照组)、0.1nmol/L、1nmol/L、10nmol/L、100 nmol/L、1μmol/L、10μmol/L、100μmol/L,分别培养6h、12h、24h后,采用MTT法对细胞的相对活力进行检测和用光学显微镜进行细胞形态学的观察;⑵选取浓度为:0 nmol/L、0.02nmol/L、0.1 nmol/L、0.5 nmol/L、2.5 nmol/L的ZEA作用GT1-7细胞3h后,收集细胞培养上清液;采用放射免疫测定法检测所收集细胞上清液中GnRH的分泌水平;用Western blot检测染细胞内的GnRH1、GPR54蛋白表达水平;此外,用实时荧光定量PCR技术检测细胞内GnRH、GPR54 mRNA的表达水平;⑶加入外源性kisspeptin-10标准品,将实验分为4组:对照组(0nmol/LZEA),组2(2.5nmol/L ZEA),组3(1nmol/L kisspeptin-10),组4(1nmol/L kisspeptin-10、2.5 nmol/L ZEA)作用细胞;收集细胞培养上清液,采用放射免疫测定法检测所收集细胞上清液中GnRH的分泌水平;用Western blot检测染细胞内的GnRH1、GPR54、ERK1/2和p-ERK1/2蛋白表达水平;⑷加入ERK1/2抑制剂(PD89059),对ERK1/2信号途径进行阻断,将实验分为6组:对照组,组A(2.5 nmol/L ZEA),组B(1 nmol/L kisspeptin-10、2.5 nmol/L ZEA),组C(25μmol/L PD98059),组D(2.5 nmol/L ZEA、25μmol/L PD98059),组E(2.5 nmol/L ZEA、1nmol/Lkisspeptin-10、25μmol/L PD98059)对细胞进行染毒;用Western blot检测染毒作用后细胞内的GnRH1、GPR54蛋白表达水平。 结果:①作用细胞6h后,除100μmol/L剂量的细胞形态学上有个别细胞死亡,ZEA对细胞的相对活力影响变化不大;作用细胞12h后,随着毒素剂量的增加,细胞的相对活力逐渐下降,100μmol/L组的相对活力达到40%左右,100μmol/L剂量组的细胞出现大部分死亡;毒素作用细胞24h后,随着剂量的增加细胞的相对活力显著降低,1 nmol/L剂量组的细胞相对活力降至60%左右,100μmol/L剂量组高达27%;每个剂量组的细胞都有死亡,100μmol/L剂量组的大部分细胞已死亡浮于培养基中。结果表明ZEA作用GT1-7细胞的毒性具有剂量依赖性和时效性。②ZEA可促进细胞分泌GnRH,(0.5 nmol/L,2.5 nmol/L)剂量组分泌水平明显增高,与对照组比较具有显著差异性(P<0.05);同时细胞内GnRH1、GPR54蛋白表达水平在浓度为(0.1 nmol/L,0.5 nmol/L,2.5 nmol/L)时表达明显增高,与对照组比较具有显著差异性(P<0.01); GnRH基因水平表达在浓度为(0.5nmol/L,2.5 nmol/L)和GPR54基因水平表达在浓度为(0.1 nmol/L,0.5 nmol/L,2.5 nmol/L)均明显高于对照组(P<0.05或P<0.01)。结果表明ZEA能促进GT1-7细胞对GnRH的释放,同时GT1-7细胞中的GnRH、GPR54 mRNA及蛋白表达具有上调的作用。③组4细胞中的GnRH分泌含量较组2、组3显著增高,差异具有统计学意义(P<0.05);同时组4细胞中的GnRH1、GPR54和p-ERK1/2蛋白表达水平均高于组2、组3(P<0.05)和对照组(P<0.01);而3个实验组细胞中的GnRH分泌水平及GnRH1、GPR54和p-ERK1/2蛋白表达水平均高于对照组。结果表明在kisspeptin-10刺激的条件下,ZEA对GT1-7细胞分泌GnRH的功能更为明显,同时上调GT1-7细胞的GnRH、GPR54蛋白的表达,说明了kisspeptins/GPR54系统介导了ZEA诱导GnRH的释放过程。④组D细胞中的GnRH1蛋白表达水平与组A的比较明显受到抑制(P<0.05)而组D的GPR54蛋白表达较组A的有所抑制,但没有统计学差异;组E细胞中的GnRH1、GPR54的蛋白表达较组B的明显降低(P<0.05)。在加入外源性kisspeptin-10刺激GnRH分泌的基础上,加入信号分子ERK1/2抑制剂(PD98059),细胞中的GnRH1、GPR54蛋白表达受到抑制,结果说明了ERK1/2信号途径参与了ZEA诱导GT1-7细胞分泌GnRH的过程。 结论:ZEA可直接作用GT17细胞,促进GnRH的分泌,同时kisspeptins/GPR54系统也可通过ERK1/2信号通路直接参与调节细胞中GnRH的分泌。因此得出,ZEA可提前激活下丘脑的kisspeptins/GPR54系统,从而诱导下丘脑的GnRH神经元提前释放GnRH,进而促进HPGA中的性激素的合成和分泌,提前启动青春期的发育。