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研究背景与目的中枢神经系统(central nervous system,CNS)与免疫系统存在着必然的联系,CNS内先天性免疫的平衡维持着其内环境的稳态,是神经细胞正常生存与功能的基础。大量研究证实CNS先天性免疫失衡诱发的神经炎症是众多神经系统疾病的关键病理因素之一,抑制神经炎症能够有效缓解CNS疾病的发展。神经炎症反应涉及多种机制,近些年的研究发现细胞内炎症小体的形成与活化介导多种炎性介质的成熟与分泌,炎症小体参与了CNS的免疫调控,是神经炎症反应的重要方式之一,因此在探索炎症小体抑制剂方面引起了新的研究热潮。我国传统医学蕴含大量治疗CNS疾病的药物资源,其中不乏含有调节免疫、抑制炎症功效的天然成分。课题组前期研究已证实生地黄水提物通过改善损伤早期线粒体功能、维持能量代谢以及降低自噬等途径发挥谷氨酸损伤PC12细胞的神经保护作用。而梓醇(Catalpol)作为中药地黄发挥神经保护作用的主要活性成分,已有研究表明其具有抗炎等多种药理作用。研究表明梓醇能够通过抑制炎症相关信号通路的传导与炎症因子的释放等多途径发挥良好的抗炎效果,但是关于梓醇对神经炎症中炎症小体的研究报道较少。因此本研究以梓醇为研究对象,运用脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导BV-2小胶质细胞构建神经炎症的体外模型,研究梓醇对神经炎症的作用,以及对神经炎症中炎症小体活化的作用,旨在为CNS疾病神经炎症的临床治疗提供有效的天然药物,以及为梓醇抗炎的多靶点作用机制提供新的研究方向。研究方法1、体外培养BV-2小胶质细胞,将细胞进行分组,设置对照组(control)、模型组(LPS)、不同浓度梓醇组(catalpol 10μM,100μM,1000μM)、不同浓度梓醇干预组(LPS+catalpol 10μM,100μM,1000μM)。利用CCK-8比色法测定细胞活力;利用光学显微镜进行细胞形态观察;利用实时荧光定量聚合酶链式反应(Quantitative Real-time Polymerase Chain Reaction,q PCR)测定炎症因子白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)与白细胞介素-18(Interleukin-18,IL-18)基因的表达。2、将细胞进行分组,设置对照组(control)、模型组(LPS)、梓醇干预组(LPS+catalpol 10μM)。利用免疫荧光技术(Immunofluorescence technique,IF)与蛋白印迹技术(Western blot,WB)测定炎症小体复合物蛋白(NLRP3、ASC、caspase-1)的表达。研究结果1、构建LPS诱导BV-2小胶质细胞神经炎症体外模型CCK8结果显示,与对照组相比,LPS诱导BV-2小胶质细胞24h时,细胞数量呈显著增长趋势(P<0.05),到48h时,细胞存活率显著降低(P<0.01),故选取24h为模型构建条件;细胞形态学结果显示,与对照组相比,LPS诱导BV-2小胶质细胞形态上发生变化,细胞分支明显增多,或增长,呈现M1型促炎状态;q PCR结果显示,与对照组相比,LPS诱导BV-2小胶质细胞显著增加细胞炎症因子IL-1β(P<0.01)、IL-6(P<0.01)与IL-18(P<0.01)的基因表达。2、梓醇对LPS诱导BV-2小胶质细胞神经炎症具有抑制作用CCK8结果显示,与对照组相比,不同浓度梓醇处理BV-2小胶质细胞24h,细胞存活率无显著性影响,处理细胞48h时,细胞存活率显著降低(P<0.01),故选取24h为梓醇作用条件;CCK8结果显示,与模型组相比,不同浓度梓醇干预组细胞增殖率显著降低(P<0.05),梓醇对LPS诱导BV-2小胶质细胞的增殖具有抑制作用;细胞形态学结果显示,与模型组相比,不同浓度梓醇对LPS诱导BV-2小胶质细胞M1型促炎状态具有抑制作用,细胞分支略有减少,或缩短;q PCR结果显示,与模型组相比,10μM浓度梓醇对LPS诱导BV-2小胶质细胞IL-1β基因(P<0.01)与IL-18基因(P<0.05)表达具有显著抑制作用,100μM、1000μM浓度对IL-1β基因与IL-18基因表达无抑制作用,不同浓度梓醇对LPS诱导BV-2小胶质细胞IL-6基因表达均有显著抑制作用(P<0.01)。综上提示10μM浓度梓醇抗炎作用更加显著。3、10μM浓度梓醇对LPS诱导BV-2小胶质细胞中NLRP3炎症小体活化具有抑制作用IF结果显示,与对照组相比,模型组细胞炎症小体复合物蛋白NLRP3(P<0.01)、ASC(P<0.01)、caspase-1(P<0.05)表达显著增强;与模型组相比,梓醇干预组细胞炎症小体复合物蛋白NLRP3(P<0.05)、ASC(P<0.01)、caspase-1(P<0.05)表达显著降低。WB结果显示,与对照组相比,模型组细胞炎症小体复合物蛋白NLRP3(P<0.01)、ASC(P<0.01)、caspase-1(P<0.01)表达显著增强;与模型组相比,梓醇干预组细胞炎症小体复合物蛋白NLRP3(P<0.01)、ASC(P<0.01)、Caspase-1(P<0.05)表达显著降低。研究结论梓醇对LPS诱导BV-2小胶质细胞神经炎症具有抑制作用,且低浓度抗炎效果更佳显著,其机制可能通过抑制神经炎症中NLRP3炎症小体的活化途径实现的。