靶向TBC诱导海马神经元炎症的机制研究：NF-κB通路在神经退行性疾病预防中的新见解

《Molecular Neurobiology》：Targeting Tris(2,3-dibromopropyl) Isocyanurate-Induced Inflammation in Hippocampal Neurons In Vitro: Mechanistic Insights and Implications for Neurodegenerative Disease Prevention

　　本研究针对新型溴化阻燃剂Tris(2,3-dibromopropyl) isocyanurate (TBC)的神经毒性机制展开深入探索。研究人员通过体外实验发现，TBC通过激活NF-κB信号通路，诱导海马神经元炎症反应、氧化应激和内质网应激，导致细胞代谢活性降低和凋亡标志物升高。该研究为理解环境污染物诱发神经退行性疾病的分子机制提供了重要理论依据。

　　

随着工业化进程的加速，新型溴化阻燃剂（NBFRs）在电子产品、家具和建材等消费品中的广泛应用，导致了严重的环境污染问题。这些化合物具有持久性、生物累积性和长距离迁移能力，在大气、土壤和水体等环境介质中被频繁检出。特别值得关注的是，三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯（TBC）作为一种新兴污染物，因其能够穿过血脑屏障并在神经组织中积累，对中枢神经系统构成潜在威胁。

目前的研究表明，TBC暴露可能与认知功能障碍和神经炎症密切相关，但其具体作用机制尚不明确。理解TBC如何影响神经元功能，特别是其与关键信号通路如NF-κB（核因子κB）、PPARγ（过氧化物酶体增殖物激活受体γ）和AhR（芳香烃受体）的相互作用，对于揭示环境污染物参与神经退行性疾病发生的分子基础具有重要意义。

在这项发表于《Molecular Neurobiology》的研究中，Dominika Szlachcikowska等研究人员系统探讨了TBC对小鼠海马神经元HT-22细胞的毒性效应及其分子机制。研究发现，虽然低浓度TBC未表现出明显细胞毒性，但长时间暴露于较高浓度（10-100μM）会显著降低细胞代谢活性，并增加凋亡相关半胱天冬酶（caspase-1、-3和-9）的活性。

通过使用特异性抑制剂进行的共处理实验表明，TBC显著调节NF-κB信号通路，降低AhR和IκBα（核因子κB抑制蛋白α）蛋白表达，同时改变mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白）、NF-κB和p-IκBα（磷酸化IκBα）水平。此外，TBC诱导钙离子释放，抑制抗氧化酶活性，增加促炎细胞因子表达，证实了氧化应激和炎症反应在其神经毒性中的作用。

研究团队采用了一系列关键技术方法开展本研究，包括：使用小鼠海马神经元HT-22细胞系进行体外培养；通过resazurin还原法和LDH释放测定评估细胞代谢活性和膜完整性；采用caspase活性分析检测细胞凋亡；运用Western blotting技术分析多种信号通路蛋白表达；通过免疫荧光染色观察NF-κB核转位；利用Fluo-3AM荧光探针检测细胞内钙离子浓度。

TBC诱导时间依赖性代谢活性降低而不影响膜完整性

研究人员首先评估了TBC对HT-22细胞膜完整性的影响。结果显示，在1nM至100μM的浓度范围内，TBC处理24小时和48小时后均未引起显著的LDH释放，表明在这些条件下TBC对细胞膜完整性没有毒性作用。然而，resazurin还原测定显示，48小时暴露后，10、50和100μM的TBC浓度分别使代谢活性降低了8.43%、9.95%和17.55%，表明TBC以时间和剂量依赖的方式影响细胞代谢。

TBC以剂量和时间依赖性方式改变caspase-1、-3和-9活性

研究发现，TBC处理显著上调了caspase活性。24小时暴露后，50和100μM TBC使caspase-9活性分别增加25.14%和49.19%，caspase-3活性增加15.71%和20.66%。caspase-1活性在10μM时即开始增加（13.84%），在50和100μM时分别增加30.13%和38.97%。48小时暴露后，这些效应更加明显，表明TBC通过激活凋亡通路发挥神经毒性作用。

处理类型依赖性细胞代谢活性降低和ROS水平调节

为了阐明特定信号通路在TBC作用中的参与，研究人员进行了与选择性拮抗剂和抑制剂的共处理实验。结果显示，AhR拮抗剂CAY10464和PPARγ拮抗剂GW9662与TBC共处理导致代谢活性轻微降低（7.84%和7.53%），而NF-κB抑制剂honokiol单独或与TBC联合使用则引起更显著的降低（15.96%和30.18%）。同时，TBC暴露6小时和24小时后，活性氧（ROS）产生分别增加11.58%和8.91%，表明氧化应激参与TBC的毒性机制。

TBC和共处理以时间和处理依赖性方式调节AhR、PPARγ和IκBα蛋白表达

Western blot分析显示，TBC处理24小时后显著降低AhR蛋白表达（39.60%），而PPARγ表达上调32.79%。IκBα蛋白表达在所有处理组中均一致降低。48小时后，AhR表达变化较少，但PPARγ表达仍上调，IκBα表达进一步降低。这些结果表明TBC通过调节这些关键转录因子影响神经炎症反应。

TBC和共处理以时间和处理依赖性方式调节mTOR/NF-κB/p-IκBα通路、NLRP3炎症小体和促炎细胞因子

研究发现TBC显著影响炎症相关信号通路。24小时暴露后，TBC降低mTOR表达（18.46%），增加NF-κB表达（40.84%），并大幅提高p-IκBα水平（522.90%）。NLRP3炎症小体表达在所有组中均显著降低，而促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达呈现复杂变化模式，表明TBC通过多重机制调节炎症反应。

TBC和共处理对炎症标志物和ER应激通路的影响

研究人员进一步探讨了TBC对氧化应激和内质网应激的影响。结果显示，TBC处理24小时后，Nrf2（核因子E2相关因子2）表达降低32.71%，而HO-1（血红素加氧酶1）水平显著升高（185.47%）。抗氧化酶SOD1（超氧化物歧化酶1）和catalase（过氧化氢酶）表达增加，而NQO1（NAD(P)H醌氧化还原酶1）表达降低。内质网应激标志物Bip、IRE1α（肌醇需求酶1α）、PERK（蛋白激酶R样内质网激酶）、ATF6（激活转录因子6）和XBP1s（剪接型X盒结合蛋白1）的表达均发生显著变化，表明TBC诱导了全面的细胞应激反应。

TBC诱导HT-22细胞钙释放

通过Fluo-3AM荧光染色和共聚焦显微镜观察，研究发现TBC处理24小时后显著提高细胞内钙离子浓度（2.94×10? RFU），与阳性对照LPS（脂多糖）的效果相似（2.74×10? RFU）。钙稳态失调是神经退行性病变的重要机制之一，这一发现为理解TBC的神经毒性提供了新视角。

LPS、TBC和Honokiol处理诱导HT-22细胞NF-κB p65核转位

免疫荧光染色直接证实了TBC对NF-κB核转位的影响。与未刺激对照组相比，LPS刺激诱导NF-κB p65从细胞质向细胞核的显著转位。TBC处理细胞同样显示NF-κB在核内定位增加，而honokiol处理也导致核内NF-κB p65水平升高，进一步验证了NF-κB通路在TBC神经毒性中的核心作用。

研究结论与讨论部分指出，TBC通过多重机制发挥神经毒性作用，其中NF-κB信号通路扮演关键角色。与先前研究相比，本研究首次系统阐述了TBC在海马神经元中引起炎症反应、氧化应激和内质网应激的完整信号网络。特别值得注意的是，不同信号通路拮抗剂/抑制剂的共处理实验表明，AhR、PPARγ和NF-κB通路之间存在复杂交互作用，共同调节TBC的毒性效应。

这些发现不仅深化了对环境污染物神经毒性机制的理解，也为预防和治疗与环境污染相关的神经退行性疾病提供了潜在靶点。由于TBC等新型溴化阻燃剂在环境中的持续存在和累积，其长期低剂量暴露对人群神经健康的潜在风险值得高度关注。未来的研究需要进一步探讨TBC在体内模型中的效应，以及针对这些通路干预策略的可行性。

该研究的局限性包括使用单一细胞系可能无法完全代表人类神经系统的复杂性，相对较短的暴露时间可能无法反映慢性暴露效应，以及体外条件与体内生理环境的差异。尽管如此，本研究为环境神经毒理学领域提供了重要基础数据，强调了环境污染物在神经退行性疾病发生发展中的潜在作用。