目的:甲基汞(Methylmercury,MeHg)是一种具有较强神经毒性、环境蓄积能力的污染物,可透过血脑屏障并对中枢神经系统造成严重损伤。线粒体为MeHg的靶细胞器,MeHg可通过引起ROS生成增多、线粒体膜电位降低导致线粒体损伤从而引起细胞凋亡。而槲皮素(Quercetin,QE)具有抗氧化的作用,可降低ROS的生成,同时,QE也是SIRT1的有效激活剂,SIRT1活性增加可缓解线粒体损伤,那么QE是否可以拮抗MeHg诱导的线粒体损伤,进而拮抗神经毒性尚有待研究。本研究旨在阐明QE预处理后是否能够通过激活SIRT1/PGC-1α通路拮抗线粒体损伤,从而拮抗MeHg所致细胞凋亡,为MeHg神经毒性的防制提供实验依据。研究方法:本实验通过建立MeHg暴露与QE预处理动物模型,按小鼠体重随机分为对照组,MeHg暴露组,50 mg/kg QE组,12.5 mg/kg QE+MeHg组,25 mg/kg QE+MeHg组以及50 mg/kg QE+MeHg组,每组14只,共84只,雌雄各半。对照组采取灌胃生理盐水,预处理组进行QE灌胃处理,MeHg灌胃染毒在QE灌胃处理4 h后,连续染毒四周,进行相关指标检测。冷原子吸收法检测小鼠大脑皮质汞含量,采用步态实验和爪抓力实验来检测小鼠行为学的改变,流式细胞术检测大脑皮质细胞ROS和凋亡情况,JC-1Polygenetic models染色检测线粒体膜电位,试剂盒用来检测SIRT1去乙酰化酶活性,蛋白质免疫沉淀法来检测各组小鼠大脑皮质中PGC-1α乙酰化水平,应用RT-qPCR法检测各组小鼠大脑皮质中SIRT1和PGC-1α的mRNA水平,qPCR检测各组线粒体DNA拷贝数的变化,双重荧光染色法检测SIRT1、PGC-1α共定位水平,免疫共沉淀法检测各组间SIRT1与PGC-1α蛋白的相互作用情况,Western blot法检测各组小鼠大脑皮质中SIRT1、PGC-1α,线粒体生物发生相关蛋白NRF1、TFAM,融合相关蛋白OPA1、MFN1,分裂相关蛋白DRP1、FIS1以及凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、cleaved caspase-3和Cyt C的相对表达水平。结果:MeHg暴露以及QE预处理四周后,MeHg组小鼠体重明显降低,QE预处理组小鼠体重明显增加。汞含量测定结果中显示,MeHg处理后各组小鼠大脑皮质中汞含量显著高于对照组。步态实验结果表明MeHg组小鼠相比于对照组小鼠运动迟缓以及步态稳定性下降,爪抓力实验中,MeHg组小鼠的爪抓力明显减弱,QE处理后拮抗了上述表现。MeHg组小鼠大脑皮质细胞ROS的水平相比于对照组显著升高,线粒体膜电位显著下降,线粒体DNA拷贝数减少,引起线粒体损伤,大脑皮质细胞凋亡率增加;此外,MeHg组SIRT1与PGC-1α蛋白以及mRNA水平显著下降,SIRT1去乙酰化酶活性降低,去乙酰化能力减弱,明显增加了PGC-1α乙酰化水平。双重荧光染色结果可以得出,MeHg暴露后SIRT1与PGC-1α共定位水平减弱,Pearson相关系数相比于对照组显著降低,而QE预处理后可以改善共定位水平,Pselleckchem SCH772984earson相关系数逐渐升高。免疫共沉淀结果提示,与对照组相比,MeHg暴露明显抑RAD001采购制了SIRT1与PGC-1α蛋白相互作用,Western Blot结果显示SIRT1、PGC-1α,线粒体生物发生相关蛋白NRF1、TFAM的相对表达水平降低,分裂相关蛋白DRP1、FIS1的相对表达水平升高和融合相关蛋白OPA1、MFN1的相对表达水平降低;凋亡相关蛋白Bax、cleaved caspase-3以及CytC的相对表达水平升高、抗凋亡蛋白Bcl-2的相对表达水平降低。与MeHg组相比,QE预处理后,SIRT1去乙酰化酶活性显著增高、SIRT1 mRNA以及蛋白表达水平均显著提高,PGC-1α的乙酰化水平显著降低,而SIRT1与PGC-1α蛋白之间的相互作用逐渐增加,大脑皮质细胞ROS的水平降低,线粒体膜电位升高,线粒体DNA拷贝数增多,线粒体损伤得以恢复,大脑皮质细胞凋亡率降低;生物发生相关蛋白的表达水平升高,分裂相关蛋白的表达水平降低,融合相关蛋白的表达水平升高;凋亡相关蛋白表达降低、抗凋亡蛋白表达增加。上述结果提示,QE预处理后可拮抗MeHg暴露诱导的线粒体损伤进而抑制线粒体凋亡途径。结论:QE可通过激活SIRT1/PGC-1α通路,促进线粒体生物发生过程,调控线粒体动力学平衡,进而拮抗MeHg暴露所致线粒体损伤及细胞凋亡。