Benzo[a]pyrene (B[a]P) is a ubiquitous carcinogenic pollutant in the environment, however, the potential neurotoxic effects of B[a]P has not been elucidated clearly. In the present study, we explored the potential involvement of p53 phosphorylation by Cdk5 in B[a]P-induced neuronal apoptosis at both in vitro and in vivo settings. For in vitro studies, primary cortical neurons isolated from the brains of Sprague Dawley (SD) rat pup were exposed to 0, 10, 20, and 40 μM of B[a]P for 12, 24, or 48 h. For in vivo studies, SD rats were injected intraperitoneally with 0, 1.0, 2.5, and 6.25 mg/kg of B[a]P every other day for 1, 2, or 3 months. Our results demonstrated that exposure to B[a]P caused a dose- and a time-dependent increase in neuronal apoptotic ratio in both in vitro and in vivo studies. There was also a dose- and a time-dependent upregulation of p35, p25, Cdk5, and phosphorylated p53 at Ser15 after B[a]P exposure. In order to explore whether B[a]P-induced increased neuronal apoptosis was through Cdk5/p53 pathway, roscovitine, a specific Cdk5 inhibitor, was applied to pretreat neurons prior to B[a]P exposure. The results showed that pretreatment of neurons with roscovitine partially rescued cells from B[a]P-induced apoptosis, and alleviated B[a]P-induced upregulation of phosphorylated p53 at Ser15. Our results suggest that Cdk5/p53 signaling pathway may be involved in B[a]P-induced neuronal apoptosis, which will provide information to further elucidate the molecular mechanisms of B[a]P-induced neurotoxicity.

中文翻译：

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Cdk5 对 p53 的磷酸化有助于苯并 [a] 芘诱导的神经细胞凋亡

苯并 [a] 芘 (B[a]P) 是环境中普遍存在的致癌污染物，然而，B[a]P 的潜在神经毒性作用尚未得到明确阐明。在本研究中，我们探讨了 Cdk5 对 p53 磷酸化在体外和体内环境中 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡中的潜在参与。对于体外研究，从 Sprague Dawley (SD) 幼鼠的大脑中分离出的初级皮层神经元暴露于 0、10、20 和 40 μM 苯并[a]P 12、24 或 48 小时。对于体内研究，SD 大鼠每隔一天腹膜内注射 0、1.0、2.5 和 6.25 mg/kg 的 B[a]P，持续 1、2 或 3 个月。我们的结果表明，在体外和体内研究中，暴露于 B[a]P 会导致神经元凋亡率呈剂量依赖性和时间依赖性增加。在 B[a]P 暴露后，p35、p25、Cdk5 和 Ser15 磷酸化 p53 也存在剂量和时间依赖性上调。为了探索 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡增加是否是通过 Cdk5/p53 途径，在 B[a]P 暴露之前，应用特异性 Cdk5 抑制剂 roscovitine 预处理神经元。结果表明，用 roscovitine 预处理神经元可部分挽救 B[a]P 诱导的细胞凋亡，并减轻 B[a]P 诱导的 Ser15 磷酸化 p53 上调。我们的研究结果表明，Cdk5/p53 信号通路可能参与 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡，这将为进一步阐明 B[a]P 诱导的神经毒性的分子机制提供信息。为了探索 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡增加是否是通过 Cdk5/p53 途径，在 B[a]P 暴露之前，应用特异性 Cdk5 抑制剂 roscovitine 预处理神经元。结果表明，用 roscovitine 预处理神经元可部分挽救 B[a]P 诱导的细胞凋亡，并减轻 B[a]P 诱导的 Ser15 磷酸化 p53 上调。我们的研究结果表明，Cdk5/p53 信号通路可能参与 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡，这将为进一步阐明 B[a]P 诱导的神经毒性的分子机制提供信息。为了探索 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡增加是否是通过 Cdk5/p53 途径，在 B[a]P 暴露之前，应用特异性 Cdk5 抑制剂 roscovitine 预处理神经元。结果表明，用 roscovitine 预处理神经元可部分挽救 B[a]P 诱导的细胞凋亡，并减轻 B[a]P 诱导的 Ser15 磷酸化 p53 上调。我们的研究结果表明，Cdk5/p53 信号通路可能参与 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡，这将为进一步阐明 B[a]P 诱导的神经毒性的分子机制提供信息。结果表明，用 roscovitine 预处理神经元可部分挽救 B[a]P 诱导的细胞凋亡，并减轻 B[a]P 诱导的 Ser15 磷酸化 p53 上调。我们的研究结果表明，Cdk5/p53 信号通路可能参与 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡，这将为进一步阐明 B[a]P 诱导的神经毒性的分子机制提供信息。结果表明，用 roscovitine 预处理神经元可部分挽救 B[a]P 诱导的细胞凋亡，并减轻 B[a]P 诱导的 Ser15 磷酸化 p53 上调。我们的研究结果表明，Cdk5/p53 信号通路可能参与 B[a]P 诱导的神经细胞凋亡，这将为进一步阐明 B[a]P 诱导的神经毒性的分子机制提供信息。