H2S抑制ATP誘導(dǎo)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞活化及IL-1β的釋放*

馬 潔， 王嬌嬌， 王 璐， 李新娟， 王國紅， 趙紅崗， 李東亮△

(1新鄉(xiāng)市中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科， 2新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)與神經(jīng)生物學(xué)教研室，河南 新鄉(xiāng) 453003)

H2S抑制ATP誘導(dǎo)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞活化及IL-1β的釋放*

馬 潔1， 王嬌嬌2， 王 璐2， 李新娟2， 王國紅2， 趙紅崗2， 李東亮2△

(1新鄉(xiāng)市中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，2新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)與神經(jīng)生物學(xué)教研室，河南 新鄉(xiāng) 453003)

目的： 觀察硫化氫(H2S)供體硫氫化鈉(NaHS)對三磷酸腺苷(ATP)損傷的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞通透性、胞內(nèi)Ca2+濃度([Ca2+]i)及IL-1β釋放的影響，探討H2S 對ATP-P2X嘌呤信號通路的作用及其神經(jīng)保護(hù)的分子機(jī)制。方法: 取對數(shù)期形態(tài)結(jié)構(gòu)及生長分化良好的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。Fura-2/AM 熒光染料檢測各組[Ca2+]i，細(xì)胞內(nèi)YO-PRO-1熒光強(qiáng)度檢測以反映膜的通透性，ELISA檢測ATP-細(xì)菌脂多糖(LPS)激活的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β的釋放水平。結(jié)果: 隨著ATP濃度的增加，大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)YO-PRO-1的熒光強(qiáng)度顯著增加，而給予NaHS預(yù)處理后細(xì)胞膜通透性明顯降低，對YO-PRO-1的攝取明顯減少(P<0.05)，胞內(nèi)熒光強(qiáng)度明顯減弱(P<0.05)。ATP處理大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞引起[Ca2+]i迅速升高后緩慢下降形成持續(xù)時間較長的平臺期。NaHS預(yù)處理雖不能改變[Ca2+]i的峰值，但可抑制平臺期的形成(P<0.05)。ATP與LPS聯(lián)合作用可促進(jìn)大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β的生成和分泌，而NaHS預(yù)處理可明顯逆轉(zhuǎn)這一效應(yīng)(P<0.05)。結(jié)論: NaHS可降低ATP誘導(dǎo)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞膜通透性、Ca2+內(nèi)流和IL-1β釋放，抑制該細(xì)胞的激活，提示嘌呤信號通路可能介導(dǎo)H2S的細(xì)胞保護(hù)作用。

三磷酸腺苷； 嘌呤能P2X受體； 硫化氫； 小膠質(zhì)細(xì)胞

三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)是體內(nèi)重要的能量分子及嘌呤神經(jīng)遞質(zhì)，可激活P2X受體調(diào)節(jié)大腦功能，并使神經(jīng)元去極化，激活細(xì)胞膜離子通道，調(diào)節(jié)突觸間傳遞，在維持神經(jīng)元正常生理活動中起著重要作用。生理濃度的ATP作用于離子型P2X受體(如P2X1-4及P2X7亞基)可使膜陽離子通道迅速開放，進(jìn)一步促使細(xì)胞膜去極化。而高濃度ATP持續(xù)或反復(fù)地刺激P2X受體(如P2X4和P2X7)可使其構(gòu)象發(fā)生改變，并使其形成可通透NMDG+、YO-PRO-1、溴化乙啶等大分子物質(zhì)的大膜孔[1]，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡與壞死。目前有關(guān)ATP-P2X嘌呤信號通路對神經(jīng)退行性疾病的文獻(xiàn)報(bào)道提示，ATP與LPS聯(lián)合作用可激活小膠質(zhì)細(xì)胞并促使其釋放IL-1β，用P2X7受體拮抗劑可抑制其釋放，表明P2X7受體的激活對小膠質(zhì)細(xì)胞活化及IL-1β釋放起著重要作用[2-3]。

研究發(fā)現(xiàn)大鼠腦內(nèi)含有較高濃度的H2S(50～160 μmol/L)，從而引起了人們對H2S“神經(jīng)調(diào)質(zhì)”及“神經(jīng)保護(hù)劑”的種種猜想[4]。此后的研究觀察發(fā)現(xiàn)H2S不但可調(diào)節(jié)腦血管緊張度，促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶，調(diào)節(jié)神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞Ca2+和pH穩(wěn)態(tài)[5]，而且在腦卒中、外傷、神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病中均具有重要的神經(jīng)保護(hù)作用。目前ATP-P2X嘌呤信號通路在H2S腦神經(jīng)保護(hù)中的作用鮮有研究報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以ATP致傷的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞為模型，并聯(lián)合LPS處理，探討ATP與P2X受體在小膠質(zhì)細(xì)胞激活及促發(fā)炎癥反應(yīng)中的機(jī)制，試圖明確嘌呤信號通路在H2S神經(jīng)保護(hù)中的作用。

材 料 和 方 法

1 細(xì)胞系和主要試劑

大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞購于中國科學(xué)院上海生科院細(xì)胞資源中心。

ATP、NaHS和DMEM培養(yǎng)基均購自Sigma；YO-PRO-1 iodide購自Invitrogen；Fura-2/AM購自Dojindo；大鼠IL-1β ELISA試劑盒購自上海依科賽生物制品有限公司；胎牛血清購自HyClone。

2 方法

2.1 母液及工作液配制 ATP和NaHS分別用無菌三蒸水配成500 mmol/L和50 mmol/L的母液，分裝后避光于-20 ℃保存，在使用前ATP分別配成0.3 mmol/L、1 mmol/L、3 mmol/L、5 mmol/L和10 mmol/L的工作液，NaHS配成200 μmol/L的工作液。

2.2 細(xì)胞培養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)分組 大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞置于含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中，在37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)取對數(shù)期形態(tài)結(jié)構(gòu)及生長分化良好的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞，隨機(jī)分為正常對照組(DMEM培養(yǎng)基常規(guī)培養(yǎng))、ATP組(接種細(xì)胞24 h后給予ATP處理)和NaHS+ATP組(NaHS孵育30 min后給予ATP處理)。

2.3 YO-PRO-1攝入及膜孔開放的檢測 熒光染料YO-PRO-1的分子量為629 D，當(dāng)細(xì)胞膜孔開放時可進(jìn)入細(xì)胞并與核酸結(jié)合發(fā)出綠光，其熒光強(qiáng)度反映膜孔開放的程度。將YO-PRO-1與不同濃度的ATP同時加入各組，每組YO-PRO-1溶液的終濃度為2 μmol/L。37 ℃孵育1 h后使用多功能酶標(biāo)儀檢測(激發(fā)波長485 nm，發(fā)射波長516 nm)。YO-PRO-1熒光強(qiáng)度(%)=實(shí)驗(yàn)組吸光度/對照組吸光度×100%。本實(shí)驗(yàn)將對照組細(xì)胞攝取的熒光強(qiáng)度定為100%。

2.4 [Ca2+]i的測定 取對數(shù)期生長的細(xì)胞，以2×105/L的細(xì)胞密度接種于直徑為35 mm的培養(yǎng)皿中，24 h后各組細(xì)胞按分組的描述進(jìn)行處理。5 μmol/L Fura-2/AM孵育30 min后常規(guī)洗滌，HBSS孵育30 min，使用具有Ca2+成像系統(tǒng)的熒光顯微鏡檢測ATP引起的[Ca2+]i變化，[Ca2+]i以340 nm熒光強(qiáng)度與380 nm熒光強(qiáng)度的比值(F340/F380)來計(jì)算。

2.5 ELISA檢測細(xì)胞培養(yǎng)液中IL-1β的水平 取對數(shù)期生長的細(xì)胞均勻地接種于60 mm的培養(yǎng)皿中，隨機(jī)分為5組：正常對照組、ATP組、LPS組、ATP+LPS組和NaHS+ATP+LPS組。正常對照組使用DMEM培養(yǎng)基常規(guī)培養(yǎng)； ATP組給予3 mmol/L ATP處理3 h；LPS組給予1 mg/L LPS處理12 h；ATP+LPS組先加入LPS處理9 h后再加入ATP，使LPS與ATP再共同作用3 h；NaHS+ATP+LPS組首先給予200 μmol/L NaHS預(yù)孵育30 min，其余處理同ATP+LPS組。收集細(xì)胞上清液，離心后，依照試劑盒說明書操作，檢測各組細(xì)胞培養(yǎng)上清液內(nèi)IL-1β水平。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SEM)表示，采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理。多組間顯著性檢驗(yàn)用單因素方差分析(one-way ANOVA)，各組均數(shù)間的兩兩比較采用SNK-q檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 NaHS對ATP誘導(dǎo)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞膜孔形成的影響

分別給予不同濃度的ATP作用大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞1 h，酶標(biāo)儀檢測各組細(xì)胞內(nèi)YO-PRO-1熒光強(qiáng)度，結(jié)果顯示 0.3 mmol/L、1 mmol/L、3 mmol/L、5 mmol/L和10 mmol/L ATP作用后熒光強(qiáng)度分別為100.31%、107.86%、112.96%、143.17%和151.82%，即各組熒光強(qiáng)度隨ATP濃度的增加而增強(qiáng)，其中3 mmol/L、5 mmol/L及10 mmol/L ATP組細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度與正常對照組相比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)，提示上述條件下細(xì)胞膜的通透性顯著增加。

使用NaHS預(yù)孵育后，再給予3 mmol/L ATP可見細(xì)胞內(nèi)熒光強(qiáng)度為101.17%，明顯低于ATP處理組(P<0.01)，與正常對照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，說明NaHS能明顯抑制ATP誘導(dǎo)的膜孔形成，見圖1。

Figure 1.The effect of NaHS on YO-PRO-1 uptake induced by ATP in the rat microglia. Mean±SEM.n=3.**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsATP group.

圖1 NaHS對ATP誘導(dǎo)的細(xì)胞通透性的影響

2 NaHS對ATP誘導(dǎo)的[Ca2+]i的影響

用3 mmol/L ATP處理，大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞[Ca2+]i迅速升高，[Ca2+]i峰值可增加20.8%，隨之[Ca2+]i下降，但并不能降至基礎(chǔ)值，而是長時間維持在一個持續(xù)、平穩(wěn)的平臺期。我們觀察大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞 [Ca2+]i達(dá)到峰值后500 s內(nèi)的變化，以每100 s內(nèi)[Ca2+]i變化的平均值計(jì)算，發(fā)現(xiàn)大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞[Ca2+]i仍分別維持在18.3%、16.3%、12.8%、10.6%和10.5%的增幅。但在胞外無鈣條件下，3 mmol/L ATP雖仍可使[Ca2+]i峰值增加18.7%，與有鈣條件下差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性。比較兩組峰100 s后的變化，無鈣組[Ca2+]i的增幅迅速下降，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)，見圖2。

Figure 2.The effect of ATP on [Ca2+]iof rat microglia. Mean±SEM.n=20.

圖2 ATP對大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞[Ca2+]i的影響

給予NaHS處理大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞30 min后再加入3 mmol/L ATP，[Ca2+]i的峰值可增加21.7%，與ATP組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，但在出現(xiàn)峰值的200 s后NaHS+ATP組[Ca2+]i增幅顯著低于ATP組(P<0.01)，可見NaHS對ATP誘導(dǎo)的胞外Ca2+內(nèi)流有明顯的抑制作用，見圖3。

3 NaHS抑制ATP-LPS誘導(dǎo)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β的分泌

檢測細(xì)胞上清液內(nèi)IL-1β水平來反映大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單純ATP處理組或LPS處理組細(xì)胞上清液內(nèi)IL-1β水平與對照組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性。而ATP+LPS組無論與單純ATP處理組相比還是與LPS處理組相比，IL-1β水平均明顯升高(P<0.05)。但在ATP+LPS處理前30 min加入NaHS，則細(xì)胞上清液的IL-1β水平則明顯降低(P<0.05)，見圖4。

Figure 3.The inhibitory effect of NaHS on ATP(3 mmol/L)-induced increase in [Ca2+]iin rat microglia. Mean±SEM.n=20.**P<0.01vsATP group.

圖3 NaHS抑制ATP介導(dǎo)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞[Ca2+]i的升高

討 論

有文獻(xiàn)顯示腦外傷后大鼠腦內(nèi)微透析液內(nèi)ATP與谷氨酸含量明顯增多[6]。Noda等[7]指出由損傷部位釋放的危險(xiǎn)信號分子(如ATP)是激活小膠質(zhì)細(xì)胞并誘導(dǎo)其向損傷部位遷移的重要因素。本文用高濃度ATP處理培養(yǎng)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞，模擬體內(nèi)缺氧、缺血時損傷部位釋放大量ATP對小膠質(zhì)細(xì)胞的影響，并證實(shí)了外源性H2S可以明顯地抑制ATP-P2X嘌呤信號途徑相關(guān)的細(xì)胞通透性增加、鈣內(nèi)流及IL-1β的釋放。

Figure 4.The effect of NaHS on ATP and LPS-induced IL-1β release in the rat microglia. Mean±SEM.n=3.*P<0.05,**P<0.01vscontrol group;#P<0.05vsATP+LPS group.

圖4 NaHS對ATP及LPS誘發(fā)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β釋放的影響

高濃度ATP反復(fù)或持續(xù)的刺激小膠質(zhì)細(xì)胞后，小膠質(zhì)細(xì)胞被激活，其表面的P2X受體(如P2X4和P2X7)不但表達(dá)上調(diào)[8]，其通透性也明顯增大，形成可通透900 D以下有機(jī)分子的大膜孔[9]。由圖1看出隨ATP濃度增加，細(xì)胞對YO-PRO-1的攝取也逐漸增加，具有濃度依賴性。這與我們前期在PC12細(xì)胞上的結(jié)果一致[9]，即高濃度ATP會加速細(xì)胞膜孔的形成，增加膜通透性。NaHS預(yù)孵育30 min后加入ATP處理1 h，培養(yǎng)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的YO-PRO-1熒光強(qiáng)度明顯降低，表明NaHS能明顯抑制ATP誘導(dǎo)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞膜孔形成，降低細(xì)胞膜通透性，提示ATP-P2X嘌呤途徑在NaHS抑制膜孔形成方面有重要作用，P2X受體可能是重要的分子靶標(biāo)。

本實(shí)驗(yàn)室前期在PC12細(xì)胞上的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ATP誘導(dǎo)的細(xì)胞通透性形成及鈣內(nèi)流都與ATP-P2X嘌呤信號通路(尤其是P2X受體的激活)有著密切的聯(lián)系[9]。高濃度的ATP可激活小膠質(zhì)細(xì)胞，介導(dǎo)了P2X受體相關(guān)的Ca2+通透性增加及Ca2+內(nèi)流， 且Ca2+內(nèi)流對細(xì)胞內(nèi)炎性介質(zhì)的產(chǎn)生釋放有著重要的調(diào)節(jié)作用[10]。Sharma等[11]也從病理生理學(xué)功能指出Ca2+的穩(wěn)態(tài)與小膠質(zhì)細(xì)胞功能有著緊密的聯(lián)系，Ca2+內(nèi)流在小膠質(zhì)細(xì)胞激活后的遷移過程中發(fā)揮著重要的作用，破壞Ca2+穩(wěn)態(tài)可誘發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂。本研究發(fā)現(xiàn)，用ATP處理培養(yǎng)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞，其[Ca2+]i迅速出現(xiàn)瞬時性升高，而后緩慢下降，形成一個持續(xù)時間較長、相對穩(wěn)定的平臺期，[Ca2+]i維持在高水平，較長時間回不到基礎(chǔ)值。Hide等[12]認(rèn)為在大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞中，ATP誘導(dǎo)[Ca2+]i形成的平臺期與P2X受體的激活有關(guān)。而在胞外無鈣條件下，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)ATP雖也可引起[Ca2+]i的短暫性升高，但[Ca2+]i達(dá)頂峰后會迅速下降至加藥前的基礎(chǔ)值。Takenouchi等[13]在無鈣環(huán)境下給予ATP，[Ca2+]i同樣不能維持在高水平的平臺期，重新給予CaCl2，上述現(xiàn)象再次恢復(fù)。這些結(jié)果驗(yàn)證了ATP激活小膠質(zhì)細(xì)胞引起 [Ca2+]i相對穩(wěn)定的平臺期主要與胞外Ca2+內(nèi)流有關(guān)，是激活離子型P2X受體的結(jié)果。

給予ATP前用NaHS預(yù)孵育大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NaHS并不能改變ATP誘導(dǎo)的[Ca2+]i瞬時性升高，但可使ATP誘導(dǎo)的[Ca2+]i峰值后的平臺快速下降，與ATP組中[Ca2+]i在高水平狀態(tài)維持形成鮮明對照。NaHS拮抗了ATP誘導(dǎo)的[Ca2+]i高水平維持，提示NaHS可抑制P2X受體激活，減少胞外Ca2+內(nèi)流，減輕胞內(nèi)Ca2+超載和細(xì)胞損傷，具有細(xì)胞保護(hù)作用。

大量證據(jù)顯示，ATP是促進(jìn)LPS處理后小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中IL-1β成熟與分泌的重要內(nèi)源性刺激物，在P2X家族中，P2X7受體的激活對IL-1β的成熟和釋放起著重要的作用[14]。P2X7受體也被認(rèn)為是腦損傷后調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)及推動IL-1β釋放的關(guān)鍵靶分子。Gicquel等[15]的實(shí)驗(yàn)證實(shí)LPS處理可以促進(jìn)IL-1β前體的積聚，而刺激P2X7受體則增加IL-1β釋放。Shiratori等[16]也在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)刺激P2X7受體能促進(jìn)類膠質(zhì)細(xì)胞或大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞釋放IL-1β、CCL3、TNF-α及CXCL2。這些實(shí)驗(yàn)都顯示了ATP-P2X嘌呤信號通路對IL-1β成熟與釋放的重要性。

本文ELISA實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：給予ATP或LPS均不能引起大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β的釋放，與對照組相比無顯著差異，但先給予LPS后再用ATP處理，大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β的釋放顯著增加，這與上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致，提示在大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞中，LPS的刺激可能同樣只會引起胞內(nèi)pro-IL-1β的增多和積聚，當(dāng)“危險(xiǎn)信號分子”ATP加入后，激活P2X受體，尤其是P2X7受體才能促進(jìn)細(xì)胞釋放成熟的IL-1β。但由LPS和ATP聯(lián)合作用引起的IL-1β釋放顯著增加的現(xiàn)象又可因預(yù)先使用NaHS孵育而消除，提示NaHS可抑制ATP-LPS引起的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β的釋放，其機(jī)制可能與NaHS抑制了P2X7受體的激活有關(guān)。

[1] 沈 慧，尹雅玲，李超堃，等. 外源性ATP誘導(dǎo)PC12細(xì)胞的膜孔形成[J].中國病理生理雜志, 2014, 30(9):1603-1609.

[2] K?les L, Leichsenring A, Rubini P, et al. P2 receptor signaling in neurons and glial cells of the central nervous system[J]. Adv Pharmacol, 2011, 61:441-493.

[3] Sanz JM, Chiozzi P, Colaianna M, et al. Nimodipine inhibits IL-1β release stimulated by amyloid β from microglia[J]. Br J Pharmacol, 2012, 167(8):1702-1711.

[4] Warenycia MW, Goodwin LR, Benishin C, et al. Acute hydrogen sulfide poisoning. Demonstration of selective uptake of sulfide by the brainstem by measurement of brain sulfide levels[J]. Biochem Pharmacol, 1989, 38(6):973-981.

[5] Zhou CF, Tang XQ. Hydrogen sulfide and nervous system regulation[J].Chin Med J, 2011, 124(21):3576-3582.

[6] Franke H, Grummich B, H?rtig W, et al. Changes in purinergic signaling after cerebral injury： involvement of glutamatergic mechanisms? [J]. Int J Dev Neurosci, 2006, 24(2-3):123-132.

[7] Noda M, Ifuku M, Mori Y, et al. Calcium influx through reversed NCX control migration of microglia[J]. Adv Exp Med Biol, 2013, 961:289-294.

[8] Monif M, Reid CA, Powell KL, et al. The P2X7receptor drives microglial activation and proliferation: a trophic role for P2X7R pore[J]. J Neurosci, 2009, 29(12):3781-3791.

[9] 馬 潔，沈 慧，王 璐，等. 硫化氫保護(hù)被ATP損傷的PC12細(xì)胞[J]. 中國病理生理雜志, 2015, 31(7):1231-1236.

[10]Butt AM. ATP: a ubiquitous gliotransmitter integrating neuron-glial networks[J]. Semin Cell Dev Biol, 2011, 22(2):205-213.

[11]Sharma P, Ping L. Calcium ion influx in microglia cells: physiological and therapeutic significance[J]. J Neurosci Res, 2014, 92(4):409-423.

[12]Hide I. Mechanism of production and release of tumor necrosis factor implicated in inflammatory diseases[J]. Nihon Yakuriqaku Zasshi, 2003, 121(3):163-173.

[13]Takenouchi T, Ogihara K, Sato M, et al. Inhibitory effects of U73122 and U73343 on Ca2+influx and pore formation induced by the activation of P2X7 nucleotide receptors in mouse microglial cell line[J]. Biochim Biophys Acta, 2005, 1726(2):177-186.

[14]Takenouchi T, Sugama S, Iwamaru Y, et al. Modulation of the ATP-induced release and processing of IL-1β in microglial cells[J]. Crit Rev Immunol, 2009, 29(4):335-345.

[15]Gicquel T, Robert S, Loyer P, et al. IL-1β production is dependent on the activation of purinergic receptors and NLRP3 pathway in human macrophages [J]. FASEB J, 2015, 29(10): 4162-4173.

[16]Shiratori M, Tozaki-Saitoh H, Yoshitake M, et al. P2X7 receptor activation induces CXCL2 production in microglia through NFAT and PKC/MAPK pathways[J]. J Neurochem, 2010, 114(3):810-819.

(責(zé)任編輯： 盧 萍， 羅 森)

Hydrogen sulfide inhibits adenosine triphosphate-induced activation and IL-1β releases in rat microglia

MA Jie1, WANG Jiao-jiao2, WANG Lu2, LI Xin-juan2, WANG Guo-hong2,ZHAO Hong-gang2, LI Dong-liang2

(1DepartmentofNeurology,TheCentralHospitalofXinxiang,2DepartmentofPhysiologyandNeurobiology,XinxiangMedicalUniversity,Xinxiang453003,China.E-mail:xyldl8@126.com)

AIM: To investigate the effects of sodium hydrosulfide (NaHS), a donor of hydrogen sulfide (H2S), on the membrane permeability, intracellular Ca2+concentration ([Ca2+]i) and the release of IL-1β induced by adenosine triphosphate (ATP) in rat microglia, and to explore the effect of H2S on ATP-P2X purinergic signaling pathway and the molecular mechanism of its neuroprotective effect. METHODS: Rat microglia in logarithmic growth phase were used in the study. The [Ca2+]iwas detected by Fura-2/AM staining. Fluorescent dye YO-PRO-1 was used to observe the membrane permeability. Interleukin-1β (IL-1β) was measured by rat IL-1β ELISA kits. RESULTS: The YO-PRO-1 fluorescence intensity was obviously elevated by ATP induction in a dose-dependent manner in the rat microglia, but this effect was counteracted by NaHS pretreatment (P<0.05). [Ca2+]irapidly increased and then decreased slowly, forming a stable platform for a long time when rat microglia were treated with ATP. Ca2+spike activity induced by ATP had no change, but the platform disappeared (P<0.05) after NaHS pretreatment. The ATP and LPS together facilitated the release of IL-1β, but the phenomenon was inhibited by NaHS (P<0.05). CONCLUSION: Hydrogen sulfide may decrease the membrane permeability, calcium inflow and IL-1β release in rat microglia activated by high dose of ATP. The cytoprotection of hydrogen sulfide may be mediated by purinergic signaling pathway.

Adenosine triphosphate; Purinergic P2X receptors; Hydrogen sulfide; Microglia

1000- 4718(2016)08- 1408- 05

2015- 10- 20

2016- 06- 07

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No. 81271376)；河南省高校重點(diǎn)科研項(xiàng)目(No. 15A310009)；新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院重點(diǎn)領(lǐng)域開放課題 (No. ZD2011-2)

R363

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2016.08.011

雜志網(wǎng)址： http://www.cjpp.net

△通訊作者 Tel： 0373-3029104； E-mail： xyldl8@126.com