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衰老是一种随着年龄增长、组织细胞老化、器官功能下降引起的不可避免的生理过程。1977年Besedovsky提出了神经—内分泌—免疫网络调节理论,而下丘脑—垂体—性腺轴(HPG轴)是其中重要的组成部分。随着机体衰老性腺功能逐渐降低,中枢神经系统对HPG轴的调节功能也发生了改变,整个HPG轴机能减退。D-半乳糖致衰老模型是大家公认、也是在衰老及延缓衰老的研究中应用比较多的衰老模型之一。本研究旨在观察D-半乳糖衰老模型HPG轴的衰老变化,完善D-半乳糖致衰老的机理研究;另外观察中药天年饮(Tiannianyin,TNY)延缓衰老的作用机制,为进一步研究中药抗衰老的作用机理奠定理论和实验基础。一、性腺轴系的衰老变化(一)目的观察D-半乳糖衰老模型下丘脑—垂体—睾丸轴的衰老变化。(二)方法选用成年雄性SD大鼠80只(由河北医科大学实验动物学部提供)。将80只大鼠随机分为两组:①正常组:24只,正常SD大鼠,不作任何处理;②模型组:56只,制备亚急性衰老大鼠模型。待模型制备成功后,分别用于观察衰老变化及TNY延缓衰老的研究。 1.衰老模型的建立:D-半乳糖用生理盐水配制成25%的溶液,按200mg/kg/d腹腔注射,连续40天。在造模的过程中每周测体重一次,同时观察大鼠毛色、行为等外观特征的变化情况及进行相应指标的检测,以确定模型制作是否成功。2.大鼠经内眦取血,离心后取上清,分别检测:①采用RT-200C雷杜半自动生化分析仪检测血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白(HDL-C)的含量;②采用黄嘌呤氧化酶法检测血清SOD的活性;③采用酶联免疫(ELISA)法检测血清睾酮含量。3.大鼠断头取脑,取下丘脑,采用高效液相色谱法(HPLC)以<WP=5>SHIMADZU-10A高效液相色谱仪(日本岛津)和L-ECD-6A电化学检测器(日本岛津)检测下丘脑单胺类神经递质去甲肾上腺素(NA)、多巴胺(DA)、5-羟色胺(5-HT)的含量。4.大鼠经4%多聚甲醛+2.5%戊二醛灌注固定后,分别取下丘脑弓状核、腺垂体、睾丸,超薄切片,透射电镜下观察它们超微结构的变化。5.大鼠经4%多聚甲醛灌注固定,取双侧睾丸,常规石蜡包埋、切片,片厚5-7μm。HE染色观察睾丸生精小管形态结构的变化;SP免疫组化法检测睾丸生精细胞PCNA、端粒酶表达的变化情况;TUNEL法检测生精细胞的凋亡情况;原位杂交方法检测p53mRNA的表达情况。6.大鼠断头处死,取双侧睾丸,Western印迹分析方法检测大鼠睾丸p53蛋白的表达情况。(三)结果大鼠经D-半乳糖连续腹腔注射后,下丘脑—垂体—性腺轴及相关生化指标发生了一系列衰老变化。1.大鼠体重与外观特征的变化模型大鼠体重增加比例低于正常大鼠;毛色逐渐发黄,无光泽,并且出现掉毛的情况;精神状态较正常大鼠明显萎靡,活动减少。2.血脂模型大鼠血清TC、TG含量明显升高(与正常大鼠比较分别为P<0.01,P<0.05),HDL-C含量明显下降(与正常大鼠比较P<0.05)。3.血清SOD活性D-半乳糖注射后,血清SOD活性由327.69±34.45NU/ml降至184.15±43.99 NU/ml,明显降低(P<0.05)。4.血清睾酮含量正常大鼠血清睾酮含量为1.26±0.73 ng/ml;D-半乳糖模型大鼠血清睾酮含量为0.52±0.26ng/ml,与正常大鼠相比明显降低(P<0.01)。5.下丘脑单胺类神经递质含量模型大鼠下丘脑NA、DA、5-HT的含量分别为681.30±80.32 ng/g、201.11±49.78 ng/g、513.09±66.52 ng/g,与正常大鼠的含量978.32±69.78 ng/g、342.11±58.77 ng/g、898.64±68.70 ng/g相比显著下降(P<0.05)。 <WP=6>6.下丘脑、垂体、睾丸超微结构⑴下丘脑弓状核:大鼠弓状核由暗神经元、亮神经元、神经胶质细胞、毛细血管及神经毡组成,D-半乳糖可使弓状核内的暗神经元、亮神经元、神经毡等结构发生衰老变化。模型大鼠暗神经元线粒体、溶酶体增多,线粒体嵴断裂、空泡化;粗面内质网脱颗粒、并形成髓样小体;高尔基体扩张。亮神经元可见核不规则,胞质内脂褐素聚集,线粒体嵴断裂,高尔基体明显扩张。另外,弓状核内的神经毡和突触也出现异常变化。⑵垂体:模型大鼠垂体促性腺激素细胞超微结构明显改变,粗面内质网明显扩张,高尔基体增多、扩张,线粒体嵴断裂、空泡化,并观察到脱粒细胞。⑶睾丸:模型大鼠睾丸部分基膜增厚,生精细胞排列紊乱,多数细胞器变性。支持细胞胞质内溶酶体增多,内质网增生、扩张,线粒体空泡样变性。精原细胞可见胞质内出现许多空泡。另外还可见细胞膜内陷包裹线粒体或溶酶体等结构形成的凋亡小体。⒎睾丸生精细胞增殖、调亡及相关因素的分析模型大鼠睾丸光镜下观察可见生精小管部分基膜增厚、不完整,生精小管内生殖细胞减少,排列稀疏。生精细胞增殖、调亡及相关因素分析结果如下:⑴PCNA:免疫阳性细胞主要包括精原细胞和初级精母细胞,部分支持细胞和肌样细胞核也可见着色;免疫阳性产物位于细胞核,通常为棕黄色颗粒。PCNA阳性细胞率模型组与正常组相比明显降低(P<0.01)。⑵凋亡:各组大鼠睾丸生精细胞均有凋亡发生,凋亡细胞位于生精小管近基底部,在模型大鼠凋亡细胞成簇存在,区别于正常大鼠凋亡细胞单个散在。凋亡细胞包括精原细胞和