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第一部分褪黑激素对PD模型鼠认知功能和情感障碍及细胞周期检测点蛋白表达的影响 目的:研究褪黑激素(melatonin,MEL)对帕金森病(Parkinson’s disease,PD)模型鼠认知功能和情感障碍的改善作用,以及MEL对PD模型鼠细胞周期检测点蛋白表达的影响,进一步探讨MEL保护PD模型鼠的作用机制。 方法:利用1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)复制PD小鼠模型,C57BL/6J鼠随机分为对照组、MPTP模型组、MEL生理剂量组、MEL高剂量组,通过Morris水迷宫实验、悬尾实验和强迫游泳实验研究MEL对PD模型鼠认知功能和情感障碍的影响;嗜银染色法检测MEL对MPTP损伤神经元突起的保护作用;Western-blot和反转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase,RT-PCR)检测p53、p21、Gadd45a和酪氨酸羟化酶(Tyrosine Hydroxylase,TH)蛋白表达及mRNA水平的变化。 结果:水迷宫实验中,MPTP模型组较对照组小鼠寻找平台的潜伏期明显延长(p<0.05),在目标象限所占时间百分比及穿越虚拟平台次数显著减少(p<0.01),MEL生理剂量和高剂量组较MPTP模型组小鼠的学习记忆能力明显增强(p<0.05);悬尾实验中,MPTP模型鼠不动时间较对照鼠明显延长(p<0.001),MEL生理剂量和高剂量组小鼠的不动时间较MPTP模型鼠显著缩短(p<0.001);强迫游泳实验中,MPTP模型组较对照组小鼠的游泳行为显著减少(p<0.01),不动行为明显增多(p<0.001),MEL生理剂量和高剂量组与MPTP模型组相比,小鼠游泳行为明显增加(p<0.001),不动行为明显降低(p<0.001);嗜银染色结果表明MPTP模型鼠较对照鼠脑组织神经元数目减少、神经元突起缩短或缺失,MEL生理剂量和高剂量组较MPTP模型组神经元数目增多、突起增长;Western-blot和RT-PCR实验结果表明MPTP模型鼠较对照鼠脑中TH、p53、p21和Gadd45a表达明显减少(p<0.01),MEL生理剂量和高剂量组较MPTP模型组鼠脑中TH、p53、p21和Gadd45a表达明显升高(p<0.01)。 结论:1.给予MPTP可致鼠脑组织中TH蛋白表达较对照组明显降低,表明多巴胺(Dopaminergic,DA)神经元损伤,并且MPTP可引起PD模型鼠认知功能和情感障碍。2.MEL能够改善PD模型鼠认知功能和情感障碍,其作用机制可能通过调节p53/p21(WAFI/Cipl)和p53/Gadd45信号通路起作用。 第二部分褪黑激素通过抑制神经元细胞周期重新启动保护神经元 目的:研究MEL对MPP+诱导的神经元细胞周期和神经元凋亡的影响,进一步探讨MEL保护神经元可能的分子机制。 方法:新生零天鼠原代取材培养神经元,并用细胞免疫荧光法进行鉴定;四氮唑蓝(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法筛选1-甲基-4-苯基吡啶离子(1-methyl-4-phenyl pyridinium ion,MPP+)致神经元损伤的最佳浓度;在建立细胞损伤模型的基础上,MTT法测定MEL对神经元存活率的影响;细胞免疫化学法检测TH的表达;流式细胞仪测定MEL对MPP+重启神经元细胞周期的影响;4’,6二脒基-2-苯吲哚盐酸(4’,6-diamidino-2-phenylindol,DAPI)荧光法及AnnexinV-FITC法测定MEL对MPP+诱导神经元凋亡的影响。 结果:100μM MPP+作用48 h后,神经元的存活率明显降低(p<0.001),MEL对MPP+诱导的神经元损伤具有明显的保护作用(p<0.05);MPP+能够使TH阳性神经元数目减少、突起缩短或断裂,MEL能够保护TH阳性神经元及突起结构;MPP+使处于G1期的细胞百分比显著降低(p<0.001),处于G2/M期细胞百分比明显增加(p<0.01),与MPP+模型组比较,MEL能够使G1期的神经元数目明显增加(p<0.01),处于G2/M期细胞显著减少(p<0.05);MPP+能够显著诱导神经元的凋亡(p<0.001),MEL能够保护MPP+诱导的神经元凋亡(p<0.01)。 结论:MEL对MPP+诱导的神经元凋亡的保护作用可能是通过抑制神经元细胞周期异常重启而发挥作用的。