异钩藤碱对Aβ25-35损伤的PC12细胞凋亡的干预作用

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目的:观察异钩藤碱(Isorhynchophylline,IRN)对β-淀粉样蛋白25-35(beta amyloid peptides 25-35,Aβ25-35)损伤的大鼠肾上腺髓质嗜铬细胞瘤细胞(rat pheochromocytoma cell,PC12)凋亡的保护作用,并探讨其可能的作用机制。方法:(1)接种传代培养PC12细胞。(2)将对数生长期的PC12细胞分为正常对照(Control)组、模型(Model)组以及6个浓度梯度的IRN组。其中IRN干预的各组先以不同浓度梯度的IRN作用于PC12细胞2h后,再与20μmol/L的Aβ25-35共孵育24h。CCK-8(Cell Counting Kit-8,CCK-8)法检测细胞存活率;结晶紫比色法测定细胞增殖率,筛选出3个IRN的干预浓度。(3)流式细胞仪检测细胞凋亡率。(4)比色法检测细胞丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-PX)活力;2’,7’-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)荧光法检测细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)。(5)Rhodamine123荧光染色法检测线粒体膜电位。(6)ELISA法检测细胞肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)含量。(7)Western blot法检测细胞核转录因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)、白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cysteine-containing aspartate specific proteases-3,Caspase-3)、B淋巴细胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 Associated X Protein,Bax)及细胞色素C(Cytochrome C,Cyt C)的表达。结果:(1)与Control组细胞存活率[(99.32±0.21)%]和增殖率[(99.56±0.42)%]相比,Model组细胞存活率[(51.01±2.24)%]和增殖率[(50.86±2.36)%]显著降低(P<0.05);与Model组相比,不同浓度梯度的IRN组细胞存活率[(55.62±2.70)%、(59.05±2.06)%、(76.03±1.97)%、(66.26±1.41)%、(57.22±2.86)%、(52.32±2.65)%]和增殖率[(58.74±2.44)%、(76.22±1.86)%、(67.56±1.82)%]升高(P<0.05),其中20μmol/L IRN组升高最明显。因此,将IRN的3个浓度分别确定为5μmol/L、20μmol/L和80μmol/L。(2)流式细胞结果显示,与Control组细胞凋亡率[(2.50±1.02)%]比较,Model组细胞凋亡率[(25.31±2.62)%]增高(P<0.05);与Model组比较,IRN组PC12细胞凋亡率[(23.10±1.52)%、(14.07±2.02)%、(22.67±1.12)%]下降(P<0.05)。(3)比色法检测结果显示,与Control组SOD[(366.89±7.85)U/mg prot]、GSH-Px活力[(372.16±6.58)mU/mg]和MDA水平[(586.14±24.81)nmol/mg prot]比较,Model组SOD[(162.26±5.15)U/mg prot]、GSH-Px[(92.65±11.35)mU/mg]活力降低,MDA水平[(1343.42.49±26.42)nmol/mg prot]升高(P<0.05);与Model组比较,IRN组PC12细胞SOD[(195.11±18.26)U/mg prot、(296.64±4.12)U/mg prot、(272.34±4.26)U/mg prot]、GSH-Px[(181.72±10.24)mU/mg、(278.82±3.68)mU/mg、(248.73±9.42)mU/mg]活力升高,MDA水平[(958.76±21.96)nmol/mg prot、(628.16±14.46)nmol/mg prot、(716.32±17.88)nmol/mg prot]下降(P<0.05)。(4)荧光倒置显微镜下显示,与Control组比较,Model组PC12细胞荧光增强,线粒体膜电位耗散量增加,ROS增加;与Model组比较,IRN组PC12细胞荧光减弱,膜电位耗散量减低,ROS减少。(6)ELISA检测结果显示,与Control组TNF-α水平[(546.34±11.78)pg/mL]比较,Model组TNF-α水平[(894.18±11.96)pg/mL]升高(P<0.05);与Model组比较,IRN各组PC12细胞TNF-α水平[(838.24±10.16)pg/m L、(718.26±10.82)pg/m L、(786.44±8.26)pg/m L]下降(P<0.05)。(7)Western blot结果显示,与Control组NF-κB(1.03±0.00)、Bcl-2(1.16±0.00)、Bax(1.28±0.00)、Caspase-3(0.76±0.00)、IL-1β(0.84±0.00)和Cyt C(0.80±0.00)表达水平比较,Model组NF-κB(2.43±0.01)、Bax(2.32±0.01)、Caspase-3(2.35±0.01)、IL-1β(2.72±0.01)和Cyt C(1.21±0.01)表达升高(P<0.05),Bcl-2(0.74±0.01)表达下降(P<0.05);与Model组比较,IRN-20和IRN-80组PC12细胞NF-κB[(1.58±0.02)、(2.19±0.02)]、Bax[(1.36±0.02)、(1.44±0.02)]、Caspase-3[(0.82±0.02)、(0.75±0.02)]、IL-1β[(1.65±0.02)、(1.30±0.02)]和Cyt C[(0.78±0.02)、(0.93±0.02)]表达水平下降(P<0.05),Bcl-2(1.55±0.02)、(1.45±0.02)]表达升高(P<0.05)。结论:IRN可提高Aβ25-35损伤的PC12细胞存活率和增殖率,改善Aβ25-35损伤线粒体所引起的PC12细胞凋亡。其机制可能为:(1)IRN通过减少ROS和MDA水平,增加SOD及GSH-PX活力,增加细胞的抗氧化能力。(2)IRN通过减少TNF-α和IL-1β的表达,抑制NF-κB表达及其炎症信号通路。(3)IRN通过稳定线粒体膜电位,增强Bcl-2表达的同时抑制Bax,继而调节Cyt-C与Caspase-3的表达。
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