硒通过调节TRPM2诱导的细胞死亡，保护颗粒细胞免受3-硝基丙酸引起的氧化毒性损伤

时间：2026年3月30日

来源：Reproductive Toxicology

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本研究通过小鼠模型和体外实验，探讨硒（Se）对3-硝基丙酸（3NPA）诱导的颗粒细胞氧化应激和凋亡的影响。结果显示，Se通过抑制TRPM2通道减少Ca²⁺内流、活性氧（ROS）积累及caspase-3、-8、-9活性，同时提升抗氧化酶（谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化物酶、维生素E）水平，有效减轻颗粒细胞凋亡和氧化损伤。该研究为Se作为TRPM2靶向治疗剂提供了实验依据。

Mevlüt Bucak|Mustafa Nazıroğlu

土耳其安卡拉Etlik市医院妇产科围产医学科

摘要

TRPM2通道的刺激导致过量的Ca²⁺流入，进而引起颗粒细胞死亡和氧化应激，这是3-硝基丙酸（3NPA）诱导的卵泡闭锁的关键因素。硒（Se）可以保护颗粒细胞免受活性自由基（ROS）的损伤。本研究探讨了Se对3NPA诱导的颗粒细胞氧化应激和凋亡的影响，特别关注TRPM2通道的抑制作用。在小鼠模型中建立了四个组：对照组、Se组（亚硒酸钠组）、3NPA组和3NPA + Se组。同样的实验组也在体外使用人KGN颗粒细胞进行了重复。在KGN细胞中，3NPA组表现出ADP-ribose诱导的TRPM2电流密度和H₂O₂诱导的Ca²⁺水平升高。而在Se组、3NPA + Se组、TRPM2拮抗剂组和PARP-1抑制剂组中未观察到这些升高。Se和TRPM2拮抗剂的处理提高了小鼠颗粒细胞的存活率，并增加了肝脏、血浆、红细胞和子宫中的抗氧化剂水平（谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化物酶和维生素E）。这些效果与3NPA诱导的凋亡、caspase活性（-3、-8和-9）、线粒体膜功能障碍、脂质过氧化和ROS的减少有关。总之，Se通过阻断TRPM2通道的激活和支持抗氧化系统，减少了3NPA诱导的氧化应激、凋亡和Ca²⁺流入。这些发现表明，Se可能作为一种潜在的治疗剂，通过调节TRPM2活性来减少氧化损伤并防止颗粒细胞死亡。

引言

卵巢是女性生殖系统中的重要器官。近年来，人们越来越关注卵巢疾病的严重性和广泛影响，以及活性自由基（ROS）在其病理生理学中的关键作用[1]。由于Ca²⁺流入增加导致的ROS过度积累会引起氧化损伤和卵泡闭锁，从而导致早发性卵巢衰竭和多囊卵巢综合征（PCOS）等排卵障碍[2]、[3]、[4]。

卵巢颗粒细胞通过激素介导的分化和生长，在卵泡发育和卵子成熟过程中起着重要作用[5]、[6]。此外，这些细胞的抗氧化防御机制可以保护卵子免受氧化应激和凋亡[7]、[8]。然而，过量的Ca²⁺流入和ROS的产生会导致颗粒细胞和卵巢细胞的凋亡，最终导致卵泡闭锁和卵泡数量减少，这是卵巢功能下降的主要原因[2]、[9]。因此，研究颗粒细胞中ROS诱导的凋亡机制可能为开发治疗女性生殖障碍的策略提供有价值的见解。

在颗粒细胞中，细胞内Ca²⁺浓度（[Ca²⁺]_i）的增加会引发线粒体膜功能障碍（MMD）并促进线粒体去极化[1]。MMD随后激活三条主要途径：（1）ROS产生增加，（2）Ca²⁺通透性阳离子通道的激活，以及（3）通过caspase-3和caspase-9激活引发颗粒细胞凋亡[9]、[10]、[11]。H₂O₂和DNA损伤诱导的ADP-ribose（ADPR）会激活瞬时受体电位melastatin 2（TRPM2）通道[12]、[13]，而N-(p-氨基肉桂酰)蒽酸（ACA）和2-氨基乙氧基二苯硼酸盐（2APB）会抑制其活性[14]、[15]。TRPM2在小鼠和人（KGN）颗粒细胞中高度表达[16]、[17]。尽管抗氧化治疗（Trolox）可以减少ROS，但TRPM2的激活是KGN细胞中MMD介导的ROS产生和凋亡的主要原因[17]。TRPM2的激活还显示出会提高PCOS患者中性粒细胞中的ROS水平、caspase活性和凋亡，而2APB和N-乙酰半胱氨酸（NAC）的治疗可以改善这些效应[3]。然而，硒（Se）保护小鼠卵巢和人颗粒细胞免受TRPM2介导的ROS生成、caspase激活和凋亡的机制尚不清楚。

Se是谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）活性所必需的微量元素。在生理水平下，Se在颗粒细胞和卵巢细胞中具有抗凋亡和抗氧化作用[18]，但过量的Se对人类和动物都有毒性[19]。在中国仓鼠卵巢细胞中，Se的施用通过上调GSHPx和谷胱甘肽（GSH）来防止ROS和H₂O₂诱导的TRPM2激活[20]。在大鼠中，Se处理减少了凋亡、TRPM2激活和镉诱导的氧化性心肌毒性[21]。因此，Se介导的TRPM2抑制可能是一种治疗卵巢氧化损伤的策略，可以防止凋亡和颗粒细胞丢失。

3-硝基丙酸（3NPA）是一种由多种植物和真菌产生的天然霉菌毒素，它是琥珀酸脱氢酶（SDH）的强效抑制剂，而SDH是线粒体电子传递链（ETC）复合体II中的关键酶[22]。SDH的抑制会扰乱ETC中的电子流动，减少ATP的产生并增加ROS水平，最终导致凋亡和细胞死亡[23]。尽管抗氧化疗法可以减轻其部分毒性效应，但3NPA仍会引起显著的生殖毒性，包括小鼠卵巢的氧化损伤，导致颗粒细胞死亡和生育能力下降[24]。研究表明，Se可以通过上调GSH和GSHPx来保护小鼠神经元免受3NPA诱导的氧化神经毒性 and 凋亡，但其对小鼠颗粒细胞和人KGN细胞的保护作用尚未确定[25]、[26]。

设计有效的治疗策略需要了解Se如何通过下调TRPM2来调节3NPA诱导的Ca²⁺流入、ROS生成和凋亡，同时上调抗氧化作用。我们假设Se在3NPA诱导的氧化应激条件下通过抑制TRPM2激活来保护小鼠和人类的颗粒细胞免受损伤。

小鼠和分组

本研究同时使用了体内和体外实验。体内实验使用了32只C57BL/6J雌性小鼠（12–14周龄；体重20–25克）。动物可以自由饮用自来水并食用商业饲料混合物。所有程序均获得了土耳其Burdur Mehmet Akif大学（MAKU）动物实验当地伦理委员会的批准（决定编号：1277；2024年3月13日）。

小鼠被随机分为四个相等的组：对照组（CNT）、Se组、3NPA组和3NPA + Se组。

KGN细胞中Se的无毒剂量计算及小鼠颗粒细胞的成像

尽管在各种细胞类型中已经使用了0.5至10 μM的Se孵育剂量持续24小时[18]、[30]、[42]、[43]，但关于KGN细胞的适当孵育剂量和非氧化剂剂量尚无数据。在本研究中，评估了0.5、1、5和10 μM Se作用24小时后，KGN细胞未表现出毒性（图1A）和非氧化效应（图1B）。因此，选择1 μM作为后续分析的实验剂量。

讨论

Se是一种重要的微量元素，具有公认的健康益处，包括抗癌、抗氧化和调节生殖功能[18]、[45]。由于这些作用，许多研究探讨了其对生理和病理过程的影响[18]、[26]、[27]。在本研究中，我们证明了SDH抑制剂3NPA降低了细胞存活率，增加了凋亡和MMD，增强了caspase-3、-8和-9的活性，并减少了……