Nrf2依赖的氧化还原调节可保护肌母细胞免受聚苯乙烯纳米塑料引起的过早衰老

纳米塑料（PS-NPs）诱导C2C12肌细胞早衰可通过Nrf2通路调控，硫氧菊糖（sulforaphane）激活Nrf2增强抗氧化防御及线粒体功能，降低活性氧水平，抑制β-半乳糖苷酶活性及分泌表型，Nrf2沉默则加剧早衰。

　　

摘要

背景

纳米塑料（NPs）已成为对人类健康构成潜在风险的环境污染物。最近，骨骼肌被确认为受纳米塑料影响的目标组织，纳米塑料会引发细胞的过早衰老。

目的

本研究旨在确定聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）在预分化的C2C12肌母细胞中诱导的衰老过程是否受到核因子红细胞系2相关因子2（Nrf2）的调控，Nrf2是一种对氧化还原反应敏感的转录因子。

方法

在确认PS-NPs能够诱导C2C12肌母细胞衰老后，我们研究了硫代葡萄糖苷（一种Nrf2激活剂）是否通过增强抗氧化防御和维持线粒体稳态来缓解这一过程。此外，我们还探讨了Nrf2基因敲低对PS-NP介导的细胞衰老的影响。

结果

PS-NPs暴露会下调并使Nrf2去磷酸化，而硫代葡萄糖苷处理则能恢复Nrf2的表达和磷酸化，同时上调血红素加氧酶-1的活性。硫代葡萄糖苷显著抑制了PS-NP诱导的细胞过早衰老，表现为β-半乳糖苷酶活性和衰老相关标志物的水平降低，以及衰老相关的分泌表型受到抑制。此外，硫代葡萄糖苷还保持了线粒体的完整性，并降低了细胞内和线粒体内的活性氧水平，表明其抗衰老作用是通过激活Nrf2/血红素加氧酶-1通路实现的。相反，Nrf2基因敲低显著加剧了PS-NP诱导的细胞衰老。

结论

总体而言，这些发现表明，硫代葡萄糖苷通过激活Nrf2来缓解PS-NP诱导的肌母细胞过早衰老，这突显了抗氧化防御通路在保护骨骼肌细胞免受纳米塑料诱导的细胞衰老方面的关键作用。