论文部分内容阅读
帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是多发于中老年人的第二大神经退行性疾病,病理特征是黑质致密部多巴胺能神经元的丢失,以及路易小体(Lewy bodies, LBs)的存在。临床上,该病的特征表现为动作缓慢、僵硬及静止性震颤等,病因尚未完全清楚,可能是年龄老化、环境因素、遗传因素等共同作用所致。小胶质细胞是脑内介导炎症的主要效应细胞,其可被β-淀粉样蛋白(β-amyloidpeptide,Aβ)、α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)、脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)等激活,通过释放大量促炎介质如NO、PEG2和促炎性细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β等引起神经炎性效应,导致神经元死亡。小胶质细胞的过度激活能够加速神经元损伤,从而促进疾病进展。因此,抑制小胶质细胞激活介导的炎症反应是治疗神经退行性疾病的重要靶点。
Temporin-1CEa是从中国林蛙皮肤分泌物中分离纯化的天然抗菌肽,它由17个氨基酸组成,带有三个净正电荷。LK2(6)A(L)是在Temporin-1CEa的结构基础上,通过氨基酸替换增加阳离子性而设计合成的衍生肽。实验室的前期研究表明,这两种抗菌肽对革兰氏阳性和阴性细菌都具有强烈的杀菌活性,对人红细胞无溶血性,且对小鼠巨噬细胞RAW264.7有良好的抗炎活性。本研究采用LPS诱导小鼠小胶质细胞BV2细胞建立神经炎症模型,探究Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)的抗炎活性及抗炎机制。
首先研究了抗菌肽Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)对小鼠小胶质细胞BV2细胞的细胞毒,结果显示Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)对小鼠小胶质细胞BV2的细胞毒性呈浓度依赖性,当两种抗菌肽在浓度3.125μM时,对小鼠小胶质细胞BV2的生长影响较小,细胞活力均在80%以上,因此分别选取浓度为0.78μM、1.56μM和3.125μM的两种抗菌肽进行后续研究。用终浓度为500ng/mL的LPS诱导BV2细胞24h,细胞中炎症因子TNF-α、IL-6和NO的水平明显升高,说明LPS诱导的神经炎症模型建立成功。分别用终浓度为0.78μM、1.56μM和3.125μM的Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)与LPS共同孵育BV2细胞24h后,细胞中TNF-α、IL-6和NO的释放明显降低,呈浓度依赖性,3.125μM的LK2(6)A(L)抑制效果最好,TNF-α、IL-6和NO的释放分别降低了82.30%、88.06%、和98.47%。LPS预处理BV2细胞6h后,再分别加入不同浓度的抗菌肽Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)孵育24h,两种抗菌肽对TNF-α和IL-6释放的抑制作用减弱,说明LPS预处理降低了两种抗菌肽的抗炎活性,提示两种抗菌肽对神经炎症的预防作用大于治疗作用。
LPS可由细胞膜表面Toll样受体4(Toll like receptor 4, TLR4)识别,从而将刺激信号转导至胞内,激活MyD88依赖的NF-?B和MAPK信号通路以及非MyD88依赖的信号通路,引发炎症反应。RT-qPCR和WesternBlot实验结果表明,Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)可降低NF-κB的转录水平,以及NF-κB、IκB、JNK、ERK、p38蛋白的磷酸化水平,且呈浓度依赖性。说明抗菌肽Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)通过抑制NF-κB和MAPK信号通路的激活,抑制促炎介质的释放。LK2(6)A(L)的抗炎活性好于Temporin-1CEa。
此外,我们利用不同方式诱导的BV2细胞上清培养PC12细胞,测定LK2(6)A(L)对神经的间接保护作用。结果表明,LPS对PC12细胞无明显细胞毒性,而LPS诱导的BV2细胞上清可下调PC12细胞Bcl-2/Bax比率,上调Caspase-9和Caspase-3活性,进而诱导PC12细胞线粒体途径凋亡。LK2(6)A(L)作用于BV2细胞可抑制BV2细胞激活诱导的PC12细胞凋亡。提示LK2(6)A(L)可能在治疗和预防与小胶质细胞活化相关的神经退行性疾病中发挥潜在作用,在PD的神经保护策略中具有发展潜力。
Temporin-1CEa是从中国林蛙皮肤分泌物中分离纯化的天然抗菌肽,它由17个氨基酸组成,带有三个净正电荷。LK2(6)A(L)是在Temporin-1CEa的结构基础上,通过氨基酸替换增加阳离子性而设计合成的衍生肽。实验室的前期研究表明,这两种抗菌肽对革兰氏阳性和阴性细菌都具有强烈的杀菌活性,对人红细胞无溶血性,且对小鼠巨噬细胞RAW264.7有良好的抗炎活性。本研究采用LPS诱导小鼠小胶质细胞BV2细胞建立神经炎症模型,探究Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)的抗炎活性及抗炎机制。
首先研究了抗菌肽Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)对小鼠小胶质细胞BV2细胞的细胞毒,结果显示Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)对小鼠小胶质细胞BV2的细胞毒性呈浓度依赖性,当两种抗菌肽在浓度3.125μM时,对小鼠小胶质细胞BV2的生长影响较小,细胞活力均在80%以上,因此分别选取浓度为0.78μM、1.56μM和3.125μM的两种抗菌肽进行后续研究。用终浓度为500ng/mL的LPS诱导BV2细胞24h,细胞中炎症因子TNF-α、IL-6和NO的水平明显升高,说明LPS诱导的神经炎症模型建立成功。分别用终浓度为0.78μM、1.56μM和3.125μM的Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)与LPS共同孵育BV2细胞24h后,细胞中TNF-α、IL-6和NO的释放明显降低,呈浓度依赖性,3.125μM的LK2(6)A(L)抑制效果最好,TNF-α、IL-6和NO的释放分别降低了82.30%、88.06%、和98.47%。LPS预处理BV2细胞6h后,再分别加入不同浓度的抗菌肽Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)孵育24h,两种抗菌肽对TNF-α和IL-6释放的抑制作用减弱,说明LPS预处理降低了两种抗菌肽的抗炎活性,提示两种抗菌肽对神经炎症的预防作用大于治疗作用。
LPS可由细胞膜表面Toll样受体4(Toll like receptor 4, TLR4)识别,从而将刺激信号转导至胞内,激活MyD88依赖的NF-?B和MAPK信号通路以及非MyD88依赖的信号通路,引发炎症反应。RT-qPCR和WesternBlot实验结果表明,Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)可降低NF-κB的转录水平,以及NF-κB、IκB、JNK、ERK、p38蛋白的磷酸化水平,且呈浓度依赖性。说明抗菌肽Temporin-1CEa和LK2(6)A(L)通过抑制NF-κB和MAPK信号通路的激活,抑制促炎介质的释放。LK2(6)A(L)的抗炎活性好于Temporin-1CEa。
此外,我们利用不同方式诱导的BV2细胞上清培养PC12细胞,测定LK2(6)A(L)对神经的间接保护作用。结果表明,LPS对PC12细胞无明显细胞毒性,而LPS诱导的BV2细胞上清可下调PC12细胞Bcl-2/Bax比率,上调Caspase-9和Caspase-3活性,进而诱导PC12细胞线粒体途径凋亡。LK2(6)A(L)作用于BV2细胞可抑制BV2细胞激活诱导的PC12细胞凋亡。提示LK2(6)A(L)可能在治疗和预防与小胶质细胞活化相关的神经退行性疾病中发挥潜在作用,在PD的神经保护策略中具有发展潜力。