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帕金森病(Parkinson’s disease,PD),是仅次于阿尔茨海默病的第二大常见的神经退行性疾病,在中老年人群中的发病频率呈现年龄依赖性地升高,严重危害其身心健康。临床治疗中,天麻钩藤饮作为治疗PD的常用复方制剂,呈现出确切的疗效。铁死亡(Ferroptosis)作为一种铁依赖性的细胞死亡方式,以铁聚集和脂质过氧化为其显著特征,这种细胞死亡方式与PD等神经退行性疾病的发生发展存在必然联系。本研究课题采用1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)诱导C57BL/6J小鼠构建亚急性帕金森病模型,分别从行为学、免疫组化、生化指标等检测手段评价天麻钩藤饮(Tianma Gouteng Yin,TGY)的药效及作用机制。采用鱼藤酮(Rotenone,Rot)诱导PC12细胞建立PD体外模型,探讨TGY对Rot诱导的PC12细胞损伤的影响及可能的机制。目的:研究天麻钩藤饮对MPTP诱导建立的PD小鼠模型和Rot诱导建立的PD体外模型的影响,探讨天麻钩藤饮的神经保护作用及其可能的保护机制。方法:本研究从体内和外两个层面,探讨天麻钩藤饮调控ACSL4介导的脂质过氧化抑制细胞铁死亡延缓PD的进程。体内实验:将健康的雄性C57BL/6J小鼠,随机分为6组:正常组、MPTP组、TGY低、中、高剂量组、美多芭阳性对照组。旷场实验、爬杆和悬挂实验评价小鼠的运动功能;Western Blot和免疫组化检测纹状体和黑质TH以及α-syn,DAT的表达水平;原子吸收光谱法(AAS)测定黑质部(substantia nigra,SN)的总铁水平;透射电镜观察神经元线粒体微观结构的变化;生化试剂盒检测氧化应激水平:超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽(GSH)的水平和活力变化以及丙二醛(MDA)的含量;Western Blot检测铁死亡关键蛋白GPX4、COX2、FTH及ACSL4、LPCAT3、ALOX15等蛋白水平的变化。体外实验:采用Rot建立PC12细胞体外PD模型并利用MTT比色法测定细胞存活率,确定Rot的最佳造模浓度以及TGY的有效干预浓度;流式细胞仪检测胞内脂质活性氧(ROS)并用荧光倒置显微镜观察细胞荧光强度的变化;透射电镜观察PC12细胞线粒体微观形态变化;JC-1荧光染料检测细胞线粒体的膜电位变化;Western Blot检测细胞内铁死亡及其脂质过氧化相关蛋白的水平变化;q RT-PCR检测细胞ACSL4 m RNA和GPX4 m RNA的表达水平。结果:1.TGY对MPTP诱导建立的PD模型小鼠多巴胺能神经元保护作用(1)行为学观察发现,MPTP组小鼠爬杆时间延长、悬挂时间缩短,旷场实验中的总运动路程和平均移动速度减小;TGY预处理后,小鼠的攀爬时间缩短、悬挂时间增长,总运动路程和平均移动速度增大(P<0.01);(2)免疫组化和Western Blot结果显示,MPTP组小鼠黑质和纹状体TH蛋白表达减少以及TH阳性细胞数减少;TGY预处理后,TH阳性细胞数增多,蛋白表达量增加(P<0.05);(3)Western Blot实验结果表明,MPTP组小鼠α-syn的表达量增加、DAT的表达量降低;TGY预处理后,α-syn的表达量降低、DAT的表达量增加(P<0.05)。2.TGY对MPTP诱导建立的PD模型小鼠保护作用初步机制研究(1)AAS法检测结果显示,MPTP组小鼠的黑质区域总铁水平增大;TGY预处理后,黑质区域总铁水平降低(P<0.05);(2)透射电镜显示,MPTP组小鼠神经元中的线粒体皱缩,膜密度增加;TGY预处理的小鼠脑部神经元线粒体形态趋于正常状态;(3)Western Blot实验结果显示,MPTP组小鼠脑组织中GPX4、FTH的蛋白表达量降低,COX2的表达量增加(P<0.05);TGY预处理后,GPX4、FTH的蛋白表达量增加,COX2的表达量降低(P<0.05);(4)生化试剂盒检测结果表明,MPTP组小鼠脑组织中SOD和GSH的活力水平降低,MDA的含量增加(P<0.01);TGY预处理后,SOD和GSH的活力水平增加,MDA的含量降低(P<0.01);(5)Western Blot实验结果显示,MPTP组小鼠脑组织中ACSL4、LPCAT3、ALOX15表达量增加;TGY预处理后,ACSL4、LPCAT3、ALOX15表达量降低(P<0.05)。3.TGY对鱼藤酮诱导的PC12细胞损伤作用及初步机制研究(1)MTT法实验结果显示,用0.6μM Rot处理PC12细胞24 h后,细胞存活率接近50%;0.1-2.5 mg/m L TGY预处理后,可浓度依赖性的提高细胞存活率;(2)酶标仪实验结果显示,0.6μM Rot作用PC12细胞LDH漏出率增加(P<0.01);TGY预处理后,LDH漏出率降低(P<0.01),并呈浓度依赖性;(3)MTT实验结果显示,Lip-1(铁死亡抑制剂)、DFO(铁螯合剂)和TGY分别预处理PC12细胞后作用于0.6μM Rot,Lip-1、DFO和TGY可降低Rot对细胞的抑制作用(P<0.01);(4)透射电镜观察显示,0.6μM Rot作用PC12细胞,细胞线粒体皱缩、膜密度增加;TGY预处理后,细胞线粒体形态得以改善;(5)JC-1荧光染色结果发现,0.6μM Rot组细胞荧光颜色由红色向绿色转变;TGY预处理后,荧光颜色由绿变红;(6)C11-BODIPY实验表明,0.6μM Rot作用后细胞脂质ROS升高;TGY预处理后,细胞内脂质ROS的降低;(7)Western Blot结果显示,0.6μM Rot作用PC12细胞后GPX4、FTH1的蛋白表达量降低(P<0.01),COX2、ACSL4、LPCAT3、ALOX15的表达量增大;TGY预处理后,GPX4、FTH1表达量增加,COX2、ACSL4、LPCAT3、ALOX15的表达量降低(P<0.01);(8)q RT-PCR结果显示,0.6μM Rot作用PC12细胞后GPX4 m RNA表达下降(P<0.01),ACSL4 m RNA表达增加(P<0.01);TGY预处理后,GPX4 m RNA表达上升(P<0.01),ACSL4 m RNA表达下降(P<0.01)。结论:天麻钩藤饮可通过调控ACSL4介导的脂质过氧化抑制铁死亡发挥对PD模型的神经保护作用。