新型GLP-1/GIP双受体激动剂对帕金森病小鼠模型的神经保护作用及机制研究

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帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是对于人类危害极大的一种神经变性疾病,患病率逐年增高,但尚无有效治疗药物,尤其没有可以阻止和延缓疾病进展的特效药,而寻找该病的有效治疗途径已经成为近来研究焦点,近年来,肠促胰岛素及其类似物因具有神经保护作用成为研究热点,目前肠促胰岛素主要包括胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和葡萄糖依赖性促胰岛素分泌多肽(GIP),GLP-1和GIP均能产生胰岛素相似的作用,多年来人们已经大量使用GLP-1或GIP或各自类似物进行神经保护作用研究,但二者各有利弊,因此有研究者使用同时激动上述两种受体的合成多肽进行实验,以期能够达到效果加倍同时抵消二者缺陷的目的,已经成为研究热点,而本研究将就使用两种新型合成的GLP-1/GIP双受体激动剂进行帕金森病模型的神经保护作用及其机制研究。  第一部分:新型GLP-1/GIP双受体激动剂治疗帕金森病小鼠模型行为学实验及黑质区TH+细胞变化  目的:通过行为学实验的宏观效果以及黑质区TH+细胞数变化的微观检测探讨两种新型GLP-1/GIP双受体激动剂DA-JC4、DA-CH5治疗MPTP诱导的帕金森病小鼠模型神经保护作用机制。  方法:选取60只雄性C57BL/6成年小鼠(15-20g),随机分为6组,每组10只,动物分组:A. 对照组(生理盐水组);B. MPTP模型组,MPTP腹腔注射1天+生理盐水腹腔注射6天;C. 利拉鲁肽组,MPTP腹腔注射1天+利拉鲁肽腹腔注射6天;D. DA-JC1组,MPTP腹腔注射1天+DA-JC1腹腔注射6天;E. DA-JC4组,4次MPTP腹腔注射1天+DA-JC4腹腔注射6天;F DA-CH5组,MPTP腹腔注射1天+DA-CH5腹腔注射6天。每组选取5只小鼠分别在(第1、2、3、7天)进行血糖检测,另5只进行体重检测(分别在第1、7天)。各组小鼠于药物开始注射后第2天开始进行行为学评测:①滚轮实验,各组选取5只小鼠,均在第2-7天药物注射后1小时进行评测,3次/天,两次之间间隔半小时,记录小鼠在滚轮上停留时间,取平均值;②悬挂实验,各组选取5只小鼠,均在第2-7天药物注射后1小时进行评测,记录分值。各组小鼠均在药物注射后第8天断头取脑,脑组织包埋、切片后进行免疫组化染色,检测黑质区TH+细胞数进行各组表达差异比较,记录数值进行统计学分析。  结果:  1.各组小鼠在造模及药物注射前后,体重及血糖差异无统计学意义(P>0.05)。  2.行为学实验:①滚轮实验:与对照组相比其余各组小鼠进行滚轮实验停留时间均缩短(P<0.001);与MPTP模型组相比,利拉鲁肽+MPTP组、DA-JC1+MPTP组、DA-JC4+MPTP组、DA-CH5+MPTP组小鼠进行滚轮实验停留时间延长(P<0.01 );与利拉鲁肽+MPTP 组相比,DA-JC4+MPTP组、DA-CH5+MPTP组小鼠进行滚轮实验停留时间延长(P<0.01);与DA-JC1+MPTP组相比,DA-JC4+MPTP组(P<0.05)、DA-CH5+MPTP组(P<0.01)小鼠进行滚轮实验停留时间延长;②悬挂实验:与对照组比较,其余各组小鼠进行悬挂实验评分均减少(P<0.001);与 MPTP 模型组比较,DA-JC1+MPTP 组、DA-JC4+MPTP 组、DA-CH5+MPTP组小鼠悬挂实验评分增加(P<0.001);与利拉鲁肽+MPTP组相比,DA-JC4+MPTP组、DA-CH5+MPTP组小鼠悬挂实验评分增加(P<0.001);与DA-JC1+MPTP组相比,DA-CH5+MPTP组小鼠悬挂实验评分增加(P<0.05)。  3.免疫组化:MPTP组、利拉鲁肽+MPTP组、DA-JC1+MPTP组、DA-JC4+MPTP组、DA-CH5+MPTP组较对照组黑质区TH+的表达水平下降(P<0.001);利拉鲁肽+MPTP组、DA-JC1+MPTP组、DA-JC4+MPTP组、DA-CH5+MPTP组较MPTP组黑质区TH+的表达水平上升(P<0.001);DA-JC1+MPTP 组(P<0.01 )、DA-JC4+MPTP 组(P<0.001 )、DA-CH5+MPTP组(P<0.001)较利拉鲁肽+MPTP组黑质区TH+的表达水平上升;DA-JC4+MPTP组(P<0.01)、DA-CH5+MPTP组(P<0.001)较DA-JC1+MPTP组黑质区TH+的表达水平上升;DA-CH5+MPTP组较DA-JC4+MPTP组黑质区TH+的表达水平上升(P<0.05)。  第二部分:新型GLP-1/GIP双受体激动剂对MPTP诱导帕金森病小鼠模型中脑炎症相关因子及黑质区IBA-1表达影响的研究  目的:通过检测各组小鼠模型中脑内IL-1β、TNF-α、NF-κB等炎症反应相关因子,以及IBA-1表达的变化,进一步观察GLP-1/GIP双受体激动剂抑制MPTP诱导的帕金森病小鼠模型中脑内炎症反应以及黑质区小胶质细胞活化情况,并探讨其神经保护作用机制。  方法:选取60只雄性C57BL/6成年小鼠(15-20g),随机分为6组,每组10只,动物分组:A. 对照组;B. MPTP模型组,MPTP腹腔注射1天+生理盐水腹腔注射6天;C. 利拉鲁肽组,MPTP腹腔注射1天+利拉鲁肽腹腔注射6天;D. DA-JC1组,MPTP腹腔注射1天+DA-JC1腹腔注射6天;E. DA-JC4组,4次MPTP腹腔注射1天+DA-JC4腹腔注射6天;F DA-CH5组,MPTP腹腔注射1天+DA-CH5腹腔注射6天。各组小鼠均在药物注射后第8天断头取脑,脑组织包埋、切片,其中每组5只小鼠进行免疫组化染色,检测对比各组IBA-1表达的变化,记录数值进行统计学分析;另外5只进行Western blot分析,检测对比各组IL-1β、TNF-α、NF-κB的变化,记录数值进行统计学分析。  结果:  1. 免疫组化:MPTP组、利拉鲁肽+MPTP组、DA-JC1+MPTP组较对照组小鼠黑质区IBA-1表达水平升高(P<0.001);而DA-JC4+MPTP组、DA-CH5+MPTP组则与对照组小鼠黑质区IBA-1表达水平无统计学差异;利拉鲁肽+MPTP组(P<0.01)、DA-JC1+MPTP组(P<0.01)、DA-JC4+MPTP组(P<0.001)、DA-CH5+MPTP组(P<0.001)较MPTP组黑质区 IBA-1 的表达水平下降;DA-JC1+MPTP 组(P<0.01 )、DA-JC4+MPTP组(P<0.001)、DA-CH5+MPTP组(P<0.001)较利拉鲁肽+MPTP组黑质区IBA-1的表达水平下降;DA-CH5+MPTP组(P<0.001)、DA-JC4+MPTP组(P<0.01)较DA-JC1+MPTP组黑质区IBA-1的表达水平下降。  2. Western blot:①IL-1β:MPTP组较对照组IL-1β含量增高(P<0.05);利 拉 鲁 肽 +MPTP 组 、DA-JC1+MPTP 组 、DA-JC4+MPTP 组 、DA-CH5+MPTP组较MPTP组IL-1β含量减少(P<0.05);DA-CH5+MPTP组较DA-JC4+MPTP组、DA-JC1+MPTP组IL-1β含量减少(P<0.05)。②NF-κB:利拉鲁肽+MPTP组、DA-JC1+MPTP组、DA-JC4+MPTP组、DA-CH5+MPTP 组较 MPTP 组 NF-κB 含量减少(P<0.001 );DA-CH5+MPTP组较利拉鲁肽+MPTP组NF-κB含量减少(P<0.001);DA-CH5+MPTP组较DA-JC1+MPTP组NF-κB含量减少(P<0.001 )。③TNF-α:MPTP组较对照组TNF-α含量明显增高(P<0.001);利拉鲁肽+MPTP组(P<0.001)、DA-JC1+MPTP组(P<0.001)、DA-JC4+MPTP组(P<0.05)、DA-CH5+MPTP组(P<0.001)较MPTP组TNF-α含量减少;DA-CH5+MPTP组较DA-JC4+MPTP组TNF-α含量减少(P<0.05)。  第三部分:新型GLP-1/GIP双受体激动剂对MPTP诱导帕金森病小鼠模型中脑黑质区Synaptophysin和GDNF表达影响及其机制研究  目的:通过检测各组小鼠模型脑内中脑黑质区GDNF、Synaptophysin的变化,进一步探讨GLP-1/GIP双受体激动剂治疗MPTP诱导的帕金森病小鼠模型神经保护作用机制。  方法:继续使用上一研究中所选取60只雄性C57BL/6成年小鼠(15-20g),随机分为6组,每组10只,动物分组及处理同第二部分实验,每组选取5只进行免疫组化,另外5只进行Western blot分析,检测对比各组Synaptophysin、GDNF含量和表达的变化,记录数值进行统计学分析。  结果:  1.免疫组化:利拉鲁肽+MPTP组(P<0.01 )、DA-JC4+MPTP组(P<0.001)、DA-CH5+MPTP组(P<0.001)较MPTP组黑质区GDNF的表达水平上升;DA-JC4+MPTP组(P<0.001 )、DA-CH5+MPTP组(P<0.05 )较利拉鲁肽+MPTP 组黑质区 GDNF 的表达水平上升;DA-JC4+MPTP组、DA-CH5+MPTP组较DA-JC1+MPTP组黑质区GDNF的表达水平上升(P<0.001);DA-JC4+MPTP组较DA-CH5+MPTP组黑质区GDNF的表达水平上升(P<0.01)。  2.Western blot:①GDNF:MPTP组(P<0.001)、利拉鲁肽+MPTP组(P<0.01)、DA-JC1+MPTP组(P<0.001)较对照组GDNF含量减少;利拉鲁肽+MPTP 组(P<0.01 )、DA-JC1+MPTP 组(P<0.001 )、DA-CH5+MPTP 组(P<0.001 )较 MPTP 组 GDNF 含量 增加 ;DA-JC4+MPTP组(P<0.001)较DA-JC1+MPTP组GDNF含量增加。②突触素:MPTP 组(P<0.001 )、利拉鲁肽+MPTP 组(P<0.05 )、DA-JC1+MPTP组(P<0.01)较对照组黑质区Synaptophysin含量减少;DA-JC4+MPTP组(P<0.01 )、DA-CH5+MPTP组(P<0.01 )较MPTP组黑质区 Synaptophysin 突触素含量增加;DA-CH5+MPTP 组较DA-JC1+MPTP组黑质区Synaptophysin含量增加(P<0.05)。  结论:  1. 本实验使用新型GLP-1/GIP双受体激动剂治疗MPTP诱导帕金森病小鼠模型,通过观察滚轮实验、悬挂实验等行为学检测手段以及免疫组化检测,证实新型GLP-1/GIP双受体激动剂可以促进帕金森病小鼠模型黑质区内TH+细胞数的增加以及缺损的运动功能得到改善,并且优于GLP-1单受体激动剂利拉鲁肽和双受体激动剂DA-JC1。为进一步研究该类药物神经保护作用机制提供初步实验依据。  2. 本实验使用新型GLP-1/GIP双受体激动剂治疗MPTP诱导帕金森病小鼠模型,通过免疫组化检测对比各组小鼠脑组织中表达IBA-1的变化,以及通过Western blot检测对比各组小鼠脑组织中IL-1β、TNF-α、NF-κB的含量变化,观察到该类药物具有抑制小胶质细胞活化、抑制各类炎症反应细胞因子表达的作用,从而证实GLP-1/GIP双受体激动剂通过抑制炎症反应的途径达到治疗帕金森病的神经保护作用,且相比于单受体激动剂利拉鲁肽和双受体激动剂DA-JC1具有一定优势。  3. 本实验通过免疫组化检测各组GDNF表达的变化、Western blot检测各组GDNF、Synaptophysin含量的变化,观察到了新型GLP-1/GIP双受体激动剂可以增加相应区域突触素和神经营养因子的含量,从而保护突触结构的完整性和功能以发挥神经保护作用。且优于单受体激动剂利拉鲁肽和双受体激动剂DA-JC1。
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