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目的:观察增龄大鼠脊髓腰节段神经营养因子及其受体、神经元存活信号转导通路中重要因子和调控凋亡相关因子的变化,并应用复方中药参乌胶囊(Shen-WU capsule,SW)及其有效成分二苯乙烯苷(tetrahydroxystilbene glucoside,TSG)对老年大鼠进行干预,以阐明药物促进脊髓神经元存活,抑制凋亡的作用机制,为深入研究药物抗衰老的作用机制提供多方面的实验依据。
方法:雄性SD大鼠,按月龄分为1月龄、3月龄、6月龄、12月龄、18月龄、24月龄。老年大鼠分为24月龄对照组、参乌胶囊(SW)小剂量组、参乌胶囊(SW)大剂量组、二苯乙烯苷(TSG)小剂量组、二苯乙烯苷(TSG)大剂量组。从21月龄开始,SW小剂量、SW大剂量组分别给予参乌胶囊0.8g/kg和1.6g/kg;TSG小剂量、TSG大剂量组分别给予二苯乙烯苷0.03g/kg和0.06g/kg;灌胃给药,每日一次,至24月龄。24月龄老年对照组给予等体积的蒸馏水。进行以下实验:
(1)应用免疫组织化学染色方法观察增龄大鼠脊髓腰节段神经营养因子及其受体,包括神经生长因子(NGF)及其受体(TrkA)、脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体(TrkB)、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)的表达情况;观察增龄大鼠脊髓腰节段神经元存活信号转导通路中的重要因子P13K、p-p70S6K和调控凋亡相关因子BAX的表达情况。
(2)应用Western blot方法对脊髓腰节段NGF、BDNF、GDNF、P13K、p-CREB、BAX和:Bcl-2进行半定量分析。
(3)应用尼氏染色法观察脊髓腰节段存活神经元的表达情况。
结果:
(1)大鼠脊髓腰节段神经生长因子(NGF)及其受体(TrkA)、脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体(TrkB)、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)的表达具有明显的随增龄变化规律,即1月龄(幼年)时表达量较低,随年龄逐渐上升,至6月龄、12月龄(青年期)达高峰,而后开始下降,24月龄(老年期)明显减低。参乌胶囊和二苯乙烯苷可增强老年大鼠脊髓腰节段的神经营养因子表达水平。
(2)神经元存活信号转导通路中受体后相关因子的表达呈现随增龄变化趋势,但其中不同因子的表达各具特点。p-p70S6K和p-CREB随增龄变化明显,1月龄时表达量较低,随年龄逐渐上升,至6月龄、12月龄达高峰,24月龄明显减低。P13K变化不大。参乌胶囊可以上调老年大鼠p-CREB的表达水平。
(3)尼氏染色结果显示,随着月龄增加大鼠脊髓腰节段内存活神经元的数量逐渐减少。
(4)大鼠脊髓腰节段内促凋亡因子BAX的表达增龄而增加,抑制凋亡因子Bcl-2的表达随增龄而减少。参乌胶囊和二苯乙烯苷可以抑制老年大鼠BAX的表达,增强Bcl-2的表达。
结论:与青年大鼠相比,老年大鼠脊髓腰节段神经营养因子NGF及其受体TrkA、BDNF及其受体TrkB、GDNF的表达量明显减低;P13K/Akt神经元存活信号转导通路中重要因子p-p70S6K和p-CREB的表达在脊髓老化过程中明显下调;老年大鼠脊髓腰节段存活神经元数目减少; BAX表达增多,Bcl-2表达减低。参乌胶囊和二苯乙烯苷能够提高老年大鼠脊髓腰节段神经营养因子的表达水平,激活P13K/Akt神经元存活信号转导通路中的重要因子,抑制BAX表达,增强Bcl-2表达,达到促进脊髓神经元存活、抑制凋亡、延缓神经元衰老的目的。