銅誘導海馬迴神經元氧化應激反應及細胞死亡途徑探討

學生姓名: 楊盛鈞
指導教授: 江孟燦
學期: 107下
摘  要: 銅 (copper, Cu) 在人體是多種酵素的輔因子,亦參與造血功能,故適當攝取銅對生理功能十分重要。然銅亦為一種對生物有害的環境汙染物,主要來自工業排放的廢水及汙泥,其影響最著名者莫過於在西部多處海岸出現的「綠牡蠣」。銅的毒性機制與氧化壓力有關,Cu2+ 會參與活性氧物質的形成,或為氧化反應的催化劑,能干擾細胞的正常運作,使細胞受損、酵素活性異常、抑制呼吸作用甚至誘導死亡途徑。過量攝取銅已知和神經病變有關,但詳細機制仍不明瞭,故本研究將以海馬迴神經元為細胞模式,探討銅對腦神經細胞造成的氧化壓力及毒理機制。研究第一部分探討細胞毒性及氧化壓力,先以MTT法及LDH 活性為細胞存活指標,發現隨銅濃度上升,細胞存活率和LDH釋出量逐漸降低和增加;鏡檢同樣發現細胞逐漸萎縮懸浮;氧化壓力方面,隨著銅濃度增加,ROS亦顯著增加;總硫醇基含量及抗氧化酵素SOD活性亦有下降趨勢,綜合上述表示銅造成ROS大量增加,胞內物質氧化及抗氧化系統受抑制,使細胞死亡。研究第二部分探討銅造成粒線體功能異常和細胞死亡途徑,發現隨銅濃度提升,調控細胞凋亡的鈣離子濃度和MMP分別顯著提升和降低,ATP生成量亦出現顯著下降,死亡途徑分析方面,發現凋亡細胞的比例較壞死細胞多,藉以上可推論銅能藉粒線體途徑對神經細胞誘導凋亡作用,在高濃度下亦能造成細胞壞死。