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目的:白芍总苷(Total glucosides of paeony,TGP)为白芍根中提取的有效部位,主要含有芍药苷、芍药内酯苷、羟基芍药苷、芍药花苷、苯甲酰芍药苷等单萜类化合物。现代药理研究表明,白芍总苷具有抗炎,免疫调节,保肝,抗氧化,并对中枢神经系统有一定的保护作用。有学者研究发现芍药苷对东莨菪碱致小鼠记忆形成障碍、亚硝酸钠致记忆巩固障碍和乙醇致记忆再现障碍有明显的改善作用。本课题组前期研究亦发现TGP对拟血管性痴呆大鼠的行为学有一定的改善作用。为探索TGP改善老年性痴呆的作用机制,扩大TGP的临床应用及研制治疗老年性痴呆新药,本研究采用体外培养人神经母细胞瘤细胞SK-N-SH细胞,以连二亚硫酸钠复制SK-N-SH细胞缺氧损伤模型,从细胞及分子水平,初步探讨TGP防治老年性痴呆的作用机制。 方法:采用连二亚硫酸钠建立SK-N-SH细胞缺氧损伤模型,实验分为正常对照组(control组)、模型组(Na2S2O4缺氧无保护组)及TGP50,100,200,400,800 mg/L。Na2S2O4于不同浓度TGP干预1h后加入,作用16h,观察不同浓度的TGP对SK-N-SH细胞缺氧损伤的保护作用。⑴形态学观察:倒置相差显微镜下观察各组SK-N-SH细胞生长及形态的变化。⑵MTT法检测细胞存活率:MTT法测定各孔的存活率,以OD值表示。⑶乳酸脱氢酶(LDH)活性及LDH释放抑制率:上述损伤发生后16h,收集细胞培养上清液,按试剂盒说明书测定LDH的活性。LDH释放抑制率=(模型组LDH-给药组LDH)/(模型组LDH-对照组LDH)×100%⑷超氧化物歧化酶(SOD)活性检测:采用黄嘌呤氧化酶法测定SOD活性,分别取细胞培养上清液,按试剂盒说明书顺序加入相应试剂,比色法检测细胞培养液中SOD的吸光值并计算其活性,其单位以U/mL表示。⑸丙二醛(MDA)含量检测:采用硫代巴比妥酸法测定MDA含量,分别取细胞培养上清液,按试剂盒说明书顺序加入相应试剂,比色法检测细胞培养液中MDA的吸光值并计算其含量,其单位以nmol/mL表示。⑹TUNEL法检测SK-N-SH细胞细胞凋亡:取对数生长期细胞接种于放有盖玻片的6孔板中,做细胞爬片。缺氧保护16h后,PBS洗3次,80%乙醇固定,晾干,保存,TUNEL法检测SK-N-SH细胞细胞凋亡。⑺Western blot法检测SK-N-SH细胞Caspase-3蛋白表达水平:缺氧保护16h后,收集细胞,RIPA裂解液裂解细胞,Western-blot法测定Caspase-3蛋白表达。 结果:①细胞形态学观察:正常对照组SK-N-SH细胞呈圆形,较少有突起,为贴壁细胞,折光性较强;模型组多数细胞肿胀,折光度减弱,最终细胞成团、漂浮,并有许多细胞崩解物,TGP各浓度组均较模型组细胞数量较多,折光性明显增强,细胞裂解碎片减少,多数细胞重新贴壁伸展。②TGP最佳作用浓度与最佳作用时间的确定:与正常对照组相比,模型组OD值显著降低(P<0.01);与模型组相比,TGP8、40 mg/L OD值有增高趋势,但无统计学意义(P>0.05),TGP200、1000 mg/L OD值明显高于模型组(P<0.01),提示TGP最佳作用浓度在40~1000 mg/L之间,最终确定TGP预孵育浓度为如下梯度:50、100、200、400、800 mg/L,Na2S2O4(终浓度为5 mmol/L)于不同浓度TGP干预1h后加入,最佳预孵育时间为16h。③MTT法检测细胞存活率:与正常对照组相比,模型组OD值显著降低(P<0.01);与模型组相比,TGP50 mg/L OD值有增高趋势,但无统计学差异(P>0.05),TGP100、200、400、800 mg/L OD值均显著高于模型组(P<0.01),且最佳作用浓度为400mg/L。④乳酸脱氢酶(LDH)活性及LDH释放抑制率:与正常对照组相比,模型组LDH漏出量显著增大(P<0.01);与模型组相比,TGP50、100、200、400、800 mg/L LDH漏出量显著降低(P<0.01),且TGP50、100、200、400 mg/L LDH漏出量呈浓度依赖性减少,TGP800mg/L较400 mg/L LDH漏出量有所增加,提示TGP最佳作用浓度为400mg/L。⑤超氧化物歧化酶(SOD)活性检测:与正常对照组相比,模型组SOD活性显著降低(P<0.01);与模型组相比,TGP50 mg/L SOD活性有增高趋势,但无统计学差异(P>0.05),TGP100、200、400 mg/L SOD活性均有显著提高(P<0.01),TGP800 mg/L较400 mg/L SOD活性有所下降,提示TGP最佳作用浓度为400 mg/L,与MTT法结果一致。⑥丙二醛(MDA)含量检测:与正常对照组相比,模型组MDA的含量明显升高(P<0.01);与模型组相比,TGP各浓度组MDA含量均显著下降(P<0.01),MDA含量以TGP400 mg/L最低,与MTT法结果趋势一致。⑦TUNEL法检测SK-N-SH细胞凋亡:显微镜下,由于细胞DNA断裂的数量不同,阳性细胞呈强弱不同的黄色,细胞核呈明显的棕黄色为典型阳性染色,图像分析结果显示:对照组SK-N-SH细胞阳性染色细胞明显低于模型组,即模型组显著高于对照组,TGP各浓度组均较模型组有明显减少。⑧不同浓度TGP对SK-N-SH细胞Caspase-3蛋白表达水平的影响:正常对照组相比,模型组细胞Caspase-3蛋白表达含量明显升高(P<0.01);与模型组相比,TGP50、100、200、400、800 mg/L均较模型组有显著减少(P<0.01),且TGP最佳作用浓度400mg/L优于其它浓度组,与MTT结果趋势一致。 结论:⑴白芍总苷能提高Na2S2O4所致SK-N-SH细胞缺氧损伤的细胞存活率,降低LDH漏出量及MDA水平,提高SOD活性,清除自由基,减轻Na2S2O4对SK-N-SH细胞造成的缺氧损伤,提示白芍总苷可能通过抗自由基损伤实现对SK-N-SH细胞缺氧损伤的保护作用。⑵白芍总苷能够抑制Na2S2O4所致SK-N-SH细胞凋亡,降低Caspase-3蛋白表达水平,推断白芍总苷通过下调Caspase-3蛋白表达而抑制细胞凋亡可能是其治疗老年性痴呆的机制之一。