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Lanthanum chloride impairs spatial learning and memory by inducing [Ca2+]m overload, mitochondrial fission-fusion disorder and excessive mitophagy in hippocampal nerve cells of rats.
Metallomics ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-03-12 , DOI: 10.1039/c9mt00291j Miao Yu 1 , Jinghua Yang , Xiang Gao , Wenchang Sun , Shiyu Liu , Yarao Han , Xiaobo Lu , Cuihong Jin , Shengwen Wu , Yuan Cai
Metallomics ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-03-12 , DOI: 10.1039/c9mt00291j Miao Yu 1 , Jinghua Yang , Xiang Gao , Wenchang Sun , Shiyu Liu , Yarao Han , Xiaobo Lu , Cuihong Jin , Shengwen Wu , Yuan Cai
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Lanthanum (La) is a kind of rare earth element (REE) widely found in nature. La has neurotoxicity and can impair learning and memory, but the underlying mechanism is still not completely clear. The mitochondrial calcium uniporter (MCU) complex can cause the uptake of cytoplasmic calcium ([Ca2+]c) into mitochondria and thereby resist [Ca2+]c overload. However, the abnormal increase of calcium in the mitochondrial matrix ([Ca2+]m) can also disturb the mitochondrial fission-fusion balance, and then induce excessive mitophagy, and disrupt mitochondrial quality control (MQC). It is unclear whether La can interfere with the function of nerve cells through the above-mentioned mechanism and thus impair learning and memory. In this study, four groups of Wistar rats were treated with 0%, 0.25%, 0.5% and 1.0% (w/v) lanthanum chloride (LaCl3) from the embryonic phase to 1 month after weaning. The results showed that La could impair the spatial learning and memory of rats, promote the uptake of [Ca2+]c by MCU, induce the abnormal increase of [Ca2+]m, up-regulate p-Drp1 Ser616 expression and inhibit Mfn1/2 expression, enhance mitochondrial fission and lead to mitochondrial fission-fusion disturbance in hippocampal nerve cells. Meanwhile, La could also activate the PINK1-Parkin signaling pathway, up-regulate LC3B-II expression and decrease p62 expression, and thereby induce excessive mitophagy. These results suggested that learning and memory impairment caused by La may be related to MQC disturbance. The present data provide some novel clues for elucidating the neurotoxic effect mechanism of La.
中文翻译：
氯化镧通过诱导大鼠海马神经细胞中的[Ca2 +] m超载，线粒体裂变融合障碍和过度的线粒体吞噬，损害空间学习和记忆。
镧（La）是自然界中广泛发现的一种稀土元素（REE）。La具有神经毒性，可损害学习和记忆能力，但其潜在机制仍不完全清楚。线粒体钙单向转运蛋白（MCU）复合物可导致细胞质钙（[Ca2 +] c）进入线粒体，从而抵抗[Ca2 +] c超载。但是，线粒体基质（[Ca2 +] m）中钙的异常增加也会破坏线粒体的裂变融合平衡，进而引起线粒体过度吞噬，并破坏线粒体质量控制（MQC）。目前尚不清楚La是否可以通过上述机制干扰神经细胞的功能，从而损害学习和记忆能力。在这项研究中，四组Wistar大鼠分别接受0％，0.25％，0.5％和1的治疗。从胚胎期到断奶后1个月的氯化镧（LaCl3）为0％（w / v）。结果表明，La可能损害大鼠的空间学习和记忆，促进MCU对[Ca2 +] c的吸收，诱导[Ca2 +] m异常增加，上调p-Drp1Ser616表达，抑制Mfn1 / 2表达，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞的线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。结果表明，La可能损害大鼠的空间学习和记忆，促进MCU对[Ca2 +] c的吸收，诱导[Ca2 +] m异常增加，上调p-Drp1Ser616表达，抑制Mfn1 / 2表达。 ，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞的线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。结果表明，La可能损害大鼠的空间学习和记忆，促进MCU对[Ca2 +] c的吸收，诱导[Ca2 +] m异常增加，上调p-Drp1Ser616表达，抑制Mfn1 / 2表达。 ，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞的线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。上调p-Drp1 Ser616表达并抑制Mfn1 / 2表达，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。上调p-Drp1 Ser616表达并抑制Mfn1 / 2表达，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。从而引起过多的线粒体吞噬。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。从而引起过多的线粒体吞噬。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。
更新日期：2020-02-19
中文翻译：
氯化镧通过诱导大鼠海马神经细胞中的[Ca2 +] m超载，线粒体裂变融合障碍和过度的线粒体吞噬，损害空间学习和记忆。
镧（La）是自然界中广泛发现的一种稀土元素（REE）。La具有神经毒性，可损害学习和记忆能力，但其潜在机制仍不完全清楚。线粒体钙单向转运蛋白（MCU）复合物可导致细胞质钙（[Ca2 +] c）进入线粒体，从而抵抗[Ca2 +] c超载。但是，线粒体基质（[Ca2 +] m）中钙的异常增加也会破坏线粒体的裂变融合平衡，进而引起线粒体过度吞噬，并破坏线粒体质量控制（MQC）。目前尚不清楚La是否可以通过上述机制干扰神经细胞的功能，从而损害学习和记忆能力。在这项研究中，四组Wistar大鼠分别接受0％，0.25％，0.5％和1的治疗。从胚胎期到断奶后1个月的氯化镧（LaCl3）为0％（w / v）。结果表明，La可能损害大鼠的空间学习和记忆，促进MCU对[Ca2 +] c的吸收，诱导[Ca2 +] m异常增加，上调p-Drp1Ser616表达，抑制Mfn1 / 2表达，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞的线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。结果表明，La可能损害大鼠的空间学习和记忆，促进MCU对[Ca2 +] c的吸收，诱导[Ca2 +] m异常增加，上调p-Drp1Ser616表达，抑制Mfn1 / 2表达。 ，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞的线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。结果表明，La可能损害大鼠的空间学习和记忆，促进MCU对[Ca2 +] c的吸收，诱导[Ca2 +] m异常增加，上调p-Drp1Ser616表达，抑制Mfn1 / 2表达。 ，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞的线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。上调p-Drp1 Ser616表达并抑制Mfn1 / 2表达，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。上调p-Drp1 Ser616表达并抑制Mfn1 / 2表达，增强线粒体裂变并导致海马神经细胞线粒体裂变融合障碍。同时，La还可以激活PINK1-Parkin信号传导途径，上调LC3B-II表达并降低p62表达，从而诱导过量的细胞吞噬作用。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。从而引起过多的线粒体吞噬。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。从而引起过多的线粒体吞噬。这些结果表明，由La引起的学习和记忆障碍可能与MQC干扰有关。目前的数据为阐明La的神经毒性作用机制提供了一些新颖的线索。
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