AlCl 3 exposure regulates neuronal development by modulating DNA modification
Link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33312403/
Xue-Jun Cheng 1, Fu-Lai Guan 2, Qian Li 1, Gong Dai 2, Hai-Feng Li 1, Xue-Kun Li 1
- PMID: 33312403 PMCID: PMC7705460 DOI: 10.4252/wjsc.v12.i11.1354
Abstract
Background: As the third most abundant element, aluminum is widespread in the environment. Previous studies have shown that aluminum has a neurotoxic effect and its exposure can impair neuronal development and cognitive function.
Aim: To study the effects of aluminum on epigenetic modification in neural stem cells and neurons.
Methods: Neural stem cells were isolated from the forebrain of adult mice. Neurons were isolated from the hippocampi tissues of embryonic day 16-18 mice. AlCl3 at 100 and 200 μmol/L was applied to stem cells and neurons.
Results: Aluminum altered the differentiation of adult neural stem cells and caused apoptosis of newborn neurons while having no significant effects on the proliferation of neural stem cells. Aluminum application also significantly inhibited the dendritic development of hippocampal neurons. Mechanistically, aluminum exposure significantly affected the levels of DNA 5-hydroxy-methylcytosine, 5-methylcytosine, and N6-methyladenine in stem cells and neurons.
Conclusion: Our findings indicate that aluminum may regulate neuronal development by modulating DNA modifications.
Keywords: 5-hydroxymethylcytosine; Aluminum; DNA demethylation; Neural stem cells; Neuron; Neuronal development.
Abstract:
Antecedentes: Como o terceiro elemento mais abundante, o alumínio é amplamente difundido no meio ambiente. Estudos anteriores mostraram que o alumínio tem um efeito neurotóxico e sua exposição pode prejudicar o desenvolvimento neuronal e a função cognitiva.
Objetivo: Estudar os efeitos do alumínio na modificação epigenética em células-tronco neurais e neurônios.
Métodos: Células-tronco neurais foram isoladas do prosencéfalo de camundongos adultos. Neurônios foram isolados dos tecidos do hipocampo de camundongos embrionários de 16 a 18 dias. AlCl3 a 100 e 200 μmol/L foi aplicado a células-tronco e neurônios.
Resultados: O alumínio alterou a diferenciação de células-tronco neurais adultas e causou apoptose de neurônios recém-nascidos, embora não tenha efeitos significativos na proliferação de células-tronco neurais. A aplicação de alumínio também inibiu significativamente o desenvolvimento dendrítico dos neurônios do hipocampo. Mecanicamente, a exposição ao alumínio afetou significativamente os níveis de DNA 5-hidroxi-metilcitosina, 5-metilcitosina e N6-metiladenina em células-tronco e neurônios.
Conclusão: Nossos achados indicam que o alumínio pode regular o desenvolvimento neuronal modulando as modificações do DNA.
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