IF12.2｜石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院牛強(qiáng)/Mulatibieke Keerman研究團(tuán)隊(duì)揭示F-53B誘導(dǎo)神經(jīng)毒性的新機(jī)制
6:2氯代多氟醚基磺酸（F-53B）作為全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)的替代品，廣泛存在于各種自然環(huán)境中。F-53B被認(rèn)為具有神經(jīng)毒性，但其作用機(jī)制尚不清楚。2025年1月4日，石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院牛強(qiáng)/Mulatibieke Keerman研究團(tuán)隊(duì)在Journal of Hazardous Materials (IF12.2)?發(fā)表題為“F-53B disrupts energy metabolism by inhibiting the V-ATPase-AMPK axis in neuronal cells”的研究論文，文章闡明了F-53B通過(guò)V-ATPase-AMPK軸誘導(dǎo)神經(jīng)毒性的新機(jī)制，并表明V-ATPase和AMPK是潛在的治療靶點(diǎn)。
Ad-V-ATPase B2干預(yù)后C8-D1A和SH-SY5Y細(xì)胞中V-ATPase B2表達(dá)顯著增加
研究結(jié)果
1.F-53B抑制神經(jīng)元細(xì)胞中V-ATPase B2表達(dá)和V-ATPase活性，損傷線(xiàn)粒體功能
通過(guò)免疫熒光法測(cè)量線(xiàn)粒體ROS含量和線(xiàn)粒體膜電位（MMP）的變化，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，F(xiàn)-53B暴露損害線(xiàn)粒體功能并降低神經(jīng)元細(xì)胞中的ATP水平。與對(duì)照組相比，F(xiàn)-53B暴露抑制了C8-D1A和SH-SY5Y細(xì)胞中p-AMPK的表達(dá)，隨著F-53B劑量的增加，PFKFB3和NDUFS1蛋白的表達(dá)水平也顯著降低，進(jìn)一步分析了兩種細(xì)胞系中的CI活性，發(fā)現(xiàn)暴露于10.0μM F-53B顯著抑制了CI活性。Western blot分析顯示，F(xiàn)-53B顯著抑制了C8-D1A和SH-SY5Y細(xì)胞中V-ATPase B2的表達(dá)并降低V-ATP酶活性。此外，經(jīng)F-53B處理的細(xì)胞溶酶體pH值升高。進(jìn)一步的分析表明，F(xiàn)-53B暴露以劑量依賴(lài)的方式顯著抑制了C8-D1A和SH-SY5Y細(xì)胞中TRPML1和CaMKK2蛋白的表達(dá)，并增加了細(xì)胞溶酶體中的Ca2+積累。
F-53B暴露增加溶酶體pH值，抑制神經(jīng)元細(xì)胞中V-ATPase B2表達(dá)和V-ATPase活性
2.V-ATPase B2過(guò)表達(dá)可減輕F-53B誘導(dǎo)的能量代謝損傷
研究團(tuán)隊(duì)利用腺病毒載體在C8-D1A和SH-SY5Y細(xì)胞中過(guò)表達(dá)V-ATPase B2，以驗(yàn)證V-ATPase B2的上調(diào)能否抵消F-53B引起的上述損害。結(jié)果顯示，Ad-V-ATPase B2+F-53B聯(lián)合治療組V-ATPase B2表達(dá)增加，V-ATP酶活性顯著升高；V-ATPase B2的過(guò)表達(dá)有效地恢復(fù)了F-53B誘導(dǎo)的溶酶體pH值升高。此外，聯(lián)合治療組TRPML1表達(dá)明顯增加、溶酶體Ca2+積累減少、CaMKK2和p-AMPK蛋白表達(dá)及ATP水平均顯著升高，表明V-ATPase B2的過(guò)表達(dá)減輕了F-53B引起的能量代謝損傷。進(jìn)一步研究證明呼吸道合胞病毒可緩解F-53B誘導(dǎo)的p-AMPK表達(dá)抑制及線(xiàn)粒體損傷，恢復(fù)神經(jīng)元細(xì)胞中的能量代謝途徑。
V-ATPase B2過(guò)表達(dá)恢復(fù)了F-53B誘導(dǎo)的V-ATPase B1表達(dá)和V-ATPase活性的降低，并緩解了神經(jīng)元細(xì)胞溶酶體pH值的升高
研究結(jié)論
本研究結(jié)果表明，F(xiàn)-53B抑制V-ATPase活性，升高溶酶體pH值，導(dǎo)致溶酶體Ca2+積累，隨后通過(guò)降低CaMKK2表達(dá)阻斷p-AMPK及其下游信號(hào)通路的表達(dá)。這種調(diào)節(jié)機(jī)制破壞了V-ATPase-AMPK信號(hào)軸，導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞嚴(yán)重的能量代謝功能障礙，并減少了ATP的產(chǎn)生。值得注意的是，Ad-V-ATPase B2和RSV的干預(yù)顯著減輕了F-53B誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞毒性。這些發(fā)現(xiàn)為F-53B的神經(jīng)毒性機(jī)制提供了新的見(jiàn)解，并為未來(lái)旨在調(diào)節(jié)V-ATPase-AMPK信號(hào)軸的神經(jīng)保護(hù)策略提供了潛在的靶點(diǎn)。
