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[摘要]目的观察表没食子儿茶素没食子酸脂(Epigallocatech in Gallate,EGCG)对中脑原代培养细胞的作用。 方法采用大鼠胚胎中脑原代细胞培养法,培养中脑神经细胞,再将细胞 分为空白对照组、阳性对照组、实验组,给予EGCG和神经生长因子(nerve growth factor ,NGF)进行配组干预,然后观察细胞生长状况,同时运用四唑盐(MTT)比色法检测神经细 胞活性;用抗酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)对多巴胺能神经元(dopaminerg ic neurons,DA)行免疫荧光染色,比较各组阳性神经元数目及突起的变化情况。 结果实验组(EGCG组)培养细胞生长旺盛,轴突延长,相互交错。MTT法 测得细胞吸光度值(A值)及免疫细胞化学TH阳性细胞数实验组与空白对照组比较差异有统计 学意义(P<005),实验组与阳性对照组(NGF组)比较二者差异均无统计学意义( P>005)。 结论EGCG对中脑原代培养细胞及DA神经元有一定的保护作用。
[关键词]表没食子儿茶素没食子酸脂;中脑原代培养细胞;酪氨酸 羟化酶
中图分类号:R338文献标识码:A文章编号:1009_816X (2013)02_0114_03
流行病学研究显示,长期饮用绿茶可使帕金森病(Parkinson's disease,PD)的患病率下降 [1]。表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin Gallate,EGCG)是从绿茶中 提取的主要活性成分,是重要的天然抗氧化剂,具有明显的抗氧化作用。有研究显示,EGCG 能 透过血脑屏障,减少氧自由基所致神经细胞损伤,具有对抗氧化应激因素诱导的PC12细胞和 SH_SY5Y细胞凋亡的作用,可抑制帕金森病小鼠模型诱导型一氧化氮合酶的表达[2,3 ],保护神经细胞,具有潜在治疗神经退行性疾病的价值[4]。然而,EGCG对原代 培养的中脑神经细胞 是否具有保护作用,目前尚未见报道。本实验旨在通过观察EGCG对胚胎大鼠中脑原代细胞及 多巴胺能神经元(dopaminergic neurons,DA)的作用,进一步探讨EGCG防治PD的可能性。
1材料和方法
12方法:
121中脑原代神经细胞的培养:将孕15d SD大鼠脱颈致死,75%乙醇浸泡消毒,超净 台内 无菌分层解剖取出子宫,用D_hanks液洗净,置于盛有D_hanks液的平皿中,剪开子宫,取出 胚胎,在解剖显微镜下轻轻剥出完整的脑组织,将腹侧面朝上,沿视神经根下沿和脑干部横 切两刀,精细解剖镊分出中脑黑质部,剔除残留脑膜及血管,将所取组织块剪碎后加入01 25%胰蛋白酶(Trypsin 1:250),于37℃ 5% CO2培养箱中温育25min,然后在完全培养液 中 放置10min,终止胰蛋白酶作用。800转/分离心5min,吸弃上悬液,加培养液。用火焰刨光 的直头滴管吹打10次,静置沉淀大的组织块,吸取上悬液,调整细胞浓度,按照2×105、 1×105细胞/孔分种于涂有多聚赖氨酸的24孔和96孔塑料培养板内,置37℃,5% CO2培 养箱内 培养。
122药物处理:培养的标本随机分为空白对照组、阳性对照组和实验组,接种3天后, 细胞 更换新鲜培养液继续培养,接种第6天再换液一次,实验组换液时培养液中加终浓度为10umo l/L的EGCG,阳性对照组加入NGF(终浓度50μg/L),空白对照组加入正常培养液。
123四唑盐(MTT)比色法:培养第7天,给同一批培养在96孔的细胞中加10μL/孔MT T( 5g/L),继续培养4h,终止培养,小心吸弃孔内培养上清液,然后每孔加100μL二甲基亚砜 (DMSO)溶液,终止MTT反应,振荡10分钟,使MTT反应的蓝色结晶充分溶解,然后放在Bio_ RAD680型酶标仪上测细胞吸光值(A值),采用检测波长570nm,参考波长630nm,每组各观 察25孔。
124抗酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)免疫荧光染色:用95%酒精固定 培养 细胞20min,001mol/L PBS洗3×5min/次,边洗边振荡。然后滴加抗体稀释液稀释的小鼠 抗 大鼠TH抗体(1∶3000稀释),置37℃湿盒中30min,PBS洗3×5min/次,除去非特异性吸附 的抗体,减少背景染色。滴加荧光标记的羊抗小鼠IgG_FITC,置37℃湿盒中30min,PBS洗3 ×5min/次。揩干玻片周围水分,荧光显微镜下观察,计数阳性细胞数,每组随机选取40个 视野。
13统计学处理:采用SPSS100版统计软件,测定值用(x-±s)表示,进行单因素方差分析。P<005为差异有统计学意 义。
2结果
21细胞形态学观察:细胞接种后,每天用Olympus倒置显微镜观察各组神经细胞的数目 及 形态变化,并拍照记录。培养的神经细胞多在接种后24h内贴壁,开始时细胞体积小,呈圆 点形,彼此分散,立体感较强。接种48h后,细胞分化呈双极、三极、多极等,形态多样, 并形成大小不等的团块。第二次换液后24h实验组及阳性对照组培养孔中细胞生长较空白对 照组旺盛,细胞胞体明显增大,细胞轴突向四周延伸,相互交错成网,进行TH免疫荧光染色 后可见TH阳性细胞呈黄绿色,TH阳性表达多在胞浆中。实验组和阳性对照组神经细胞胞体增 大呈梭形或多角形,部分呈圆形,突起延长、分支较多,TH阳性细胞数目较空白对照组多, 见图1。图1不同组别胚胎大鼠中脑原代培养细胞中TH阳性细 胞的表达22免疫细胞化学观察:培养至第7天时将标本进行TH免疫荧光染色,显示阳性反应的是 中脑DA能神经细胞,在显微镜下比较神经细胞的形态及反应程度,将各组随机选取8个孔, 每孔随机选5个视野(每个视野面积为045mm2),对标本进行TH阳性细胞记数并进行统 计学处理,发现实验组和阳性对照组TH阳性细胞数目均显著高于空白对照组,差异有统计学 意义(P<005);实验组与阳性对照组比较,TH阳性细胞数差异无统计学意义(P >005),见表1。 23MTT比色试验法:培养至第7天,对同一批培养在96孔的细胞进行MTT比色试验,然后 用Bio_RAD680型酶标仪测细胞吸光度值(A值),采用检测波长570nm,参考波长630nm。结 果发现实验组和阳性对照组细胞A值明显高于空白对照组细胞,差异有统计学意义(P<0 05);实验组与阳性对照组细胞A值比较差异无统计学意义(P>005),见表1。
因此,我们采用体外培养胚胎大鼠中脑原代细胞来观察EGC G的神经保护作用及对DA能神经元的作用。NGF是某些交感神经元和感觉神经元存活和发育所必须的生长因子,具有内源性神经保护和 修复功能,能够使PC12细胞的轴突延长[10],因此,我们选用NGF为阳性对照药物 。本实验 结果显示:实验组和阳性对照组细胞生长旺盛,突起延长明显增多,部分交错成网。且两组 培养细胞数目明显多于空白对照组。MTT比色法检测细胞活性(A值)及TH阳性细胞计数, 实验组均显著高于空白对照组,而与阳性对照组比较无统计学意义。本实验结果提示EGCG可 提高体外培养的胚胎大鼠中脑原代细胞的活性,并能促进DA能神经细胞生长,对抗其凋亡。
参考文献
[1]Andrade JP, Assunco M.Protective effects of chronic green tea consumption on age_related neurodegeneration[J]. Curr Pharm Des,2012,18(1):4 -14.
[2]Hou RR, Chen JZ, Chen H, et al. Neuroprotective effects of epigallocatechin _3_gallate (EGCG) on paraquat_induced apoptosis in PC12 cells[J]. Cell Biol I nt,2008,32(1):22-30.
[3]Kim JS, Kim JM, O JJ, et al. Inhibition of inducible nitric oxide synthase expression and cell death by epigallocatechin_3_gallate, a green tea catechin, in the 1_methyl_4_phenyl_1,2,3,6_tetrahydropyridine mouse model of Parkinson's d isease[J]. J Clin Neurosci,2010,17(9):1165-1168.
[4]Hügel HM, Jackson N. Redox chemistry of green tea polyphenols: therapeuti c benefits in neurodegenerative diseases[J]. Mini Rev Med Chem,2012,12(5):380 -387.
[5]Qin XY, Cheng Y, Yu LC. Potential protection of green tea polyphenols agai nst intracellular amyloid beta_induced toxicity on primary cultured prefrontal c ortical neurons of rats[J]. Neurosci Lett,2012,513(2):170-173.
[6]Itoh T, Imano M, Nishida S, et al, (-)_Epigallocatechin_3_gallate increases the number of neural stem cells around the damaged area after rat traumatic bra in injury[J]. J Neural Transm,2012,119(8):877-890.
[7]厚荣荣,陈建宗,陈宏,等.绿茶多酚主要成分对百草枯诱导PC12细胞损伤的保护作用[ J].神经解剖学杂志,2007,23(1):83-87.
[8]Cho HS, Kim S, Lee SY, et al, Protective effect of the green tea component, L_theanine on environmental toxins_induced neuronal cell death[J]. Neurotoxic ology,2008,29(4):656-662.
[9]Iczkiewicz J, Broom L,Cooper JD, et al, The RGD_containing peptide fragmen t of osteopontin protects tyrosine hydroxylase positive cells against toxic insu lt in primary ventral mesencephaliccultures and in the rat substantia nigra[J] . J Neurochem,2010,114(6):1792-1804.
[10]Forloni G, Bertani I, Calella AM, et al. Alpha_synuclein and Parkinson's d isease: selective neurodegenerative effect of alpha_synuclein fragment on dopa minergic neurons in vitro and in vivo[J]. Ann Neurol,2000,47(5):632-640.
(收稿日期:2012_12_27)
[关键词]表没食子儿茶素没食子酸脂;中脑原代培养细胞;酪氨酸 羟化酶
中图分类号:R338文献标识码:A文章编号:1009_816X (2013)02_0114_03
流行病学研究显示,长期饮用绿茶可使帕金森病(Parkinson's disease,PD)的患病率下降 [1]。表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin Gallate,EGCG)是从绿茶中 提取的主要活性成分,是重要的天然抗氧化剂,具有明显的抗氧化作用。有研究显示,EGCG 能 透过血脑屏障,减少氧自由基所致神经细胞损伤,具有对抗氧化应激因素诱导的PC12细胞和 SH_SY5Y细胞凋亡的作用,可抑制帕金森病小鼠模型诱导型一氧化氮合酶的表达[2,3 ],保护神经细胞,具有潜在治疗神经退行性疾病的价值[4]。然而,EGCG对原代 培养的中脑神经细胞 是否具有保护作用,目前尚未见报道。本实验旨在通过观察EGCG对胚胎大鼠中脑原代细胞及 多巴胺能神经元(dopaminergic neurons,DA)的作用,进一步探讨EGCG防治PD的可能性。
1材料和方法
12方法:
121中脑原代神经细胞的培养:将孕15d SD大鼠脱颈致死,75%乙醇浸泡消毒,超净 台内 无菌分层解剖取出子宫,用D_hanks液洗净,置于盛有D_hanks液的平皿中,剪开子宫,取出 胚胎,在解剖显微镜下轻轻剥出完整的脑组织,将腹侧面朝上,沿视神经根下沿和脑干部横 切两刀,精细解剖镊分出中脑黑质部,剔除残留脑膜及血管,将所取组织块剪碎后加入01 25%胰蛋白酶(Trypsin 1:250),于37℃ 5% CO2培养箱中温育25min,然后在完全培养液 中 放置10min,终止胰蛋白酶作用。800转/分离心5min,吸弃上悬液,加培养液。用火焰刨光 的直头滴管吹打10次,静置沉淀大的组织块,吸取上悬液,调整细胞浓度,按照2×105、 1×105细胞/孔分种于涂有多聚赖氨酸的24孔和96孔塑料培养板内,置37℃,5% CO2培 养箱内 培养。
122药物处理:培养的标本随机分为空白对照组、阳性对照组和实验组,接种3天后, 细胞 更换新鲜培养液继续培养,接种第6天再换液一次,实验组换液时培养液中加终浓度为10umo l/L的EGCG,阳性对照组加入NGF(终浓度50μg/L),空白对照组加入正常培养液。
123四唑盐(MTT)比色法:培养第7天,给同一批培养在96孔的细胞中加10μL/孔MT T( 5g/L),继续培养4h,终止培养,小心吸弃孔内培养上清液,然后每孔加100μL二甲基亚砜 (DMSO)溶液,终止MTT反应,振荡10分钟,使MTT反应的蓝色结晶充分溶解,然后放在Bio_ RAD680型酶标仪上测细胞吸光值(A值),采用检测波长570nm,参考波长630nm,每组各观 察25孔。
124抗酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)免疫荧光染色:用95%酒精固定 培养 细胞20min,001mol/L PBS洗3×5min/次,边洗边振荡。然后滴加抗体稀释液稀释的小鼠 抗 大鼠TH抗体(1∶3000稀释),置37℃湿盒中30min,PBS洗3×5min/次,除去非特异性吸附 的抗体,减少背景染色。滴加荧光标记的羊抗小鼠IgG_FITC,置37℃湿盒中30min,PBS洗3 ×5min/次。揩干玻片周围水分,荧光显微镜下观察,计数阳性细胞数,每组随机选取40个 视野。
13统计学处理:采用SPSS100版统计软件,测定值用(x-±s)表示,进行单因素方差分析。P<005为差异有统计学意 义。
2结果
21细胞形态学观察:细胞接种后,每天用Olympus倒置显微镜观察各组神经细胞的数目 及 形态变化,并拍照记录。培养的神经细胞多在接种后24h内贴壁,开始时细胞体积小,呈圆 点形,彼此分散,立体感较强。接种48h后,细胞分化呈双极、三极、多极等,形态多样, 并形成大小不等的团块。第二次换液后24h实验组及阳性对照组培养孔中细胞生长较空白对 照组旺盛,细胞胞体明显增大,细胞轴突向四周延伸,相互交错成网,进行TH免疫荧光染色 后可见TH阳性细胞呈黄绿色,TH阳性表达多在胞浆中。实验组和阳性对照组神经细胞胞体增 大呈梭形或多角形,部分呈圆形,突起延长、分支较多,TH阳性细胞数目较空白对照组多, 见图1。图1不同组别胚胎大鼠中脑原代培养细胞中TH阳性细 胞的表达22免疫细胞化学观察:培养至第7天时将标本进行TH免疫荧光染色,显示阳性反应的是 中脑DA能神经细胞,在显微镜下比较神经细胞的形态及反应程度,将各组随机选取8个孔, 每孔随机选5个视野(每个视野面积为045mm2),对标本进行TH阳性细胞记数并进行统 计学处理,发现实验组和阳性对照组TH阳性细胞数目均显著高于空白对照组,差异有统计学 意义(P<005);实验组与阳性对照组比较,TH阳性细胞数差异无统计学意义(P >005),见表1。 23MTT比色试验法:培养至第7天,对同一批培养在96孔的细胞进行MTT比色试验,然后 用Bio_RAD680型酶标仪测细胞吸光度值(A值),采用检测波长570nm,参考波长630nm。结 果发现实验组和阳性对照组细胞A值明显高于空白对照组细胞,差异有统计学意义(P<0 05);实验组与阳性对照组细胞A值比较差异无统计学意义(P>005),见表1。
因此,我们采用体外培养胚胎大鼠中脑原代细胞来观察EGC G的神经保护作用及对DA能神经元的作用。NGF是某些交感神经元和感觉神经元存活和发育所必须的生长因子,具有内源性神经保护和 修复功能,能够使PC12细胞的轴突延长[10],因此,我们选用NGF为阳性对照药物 。本实验 结果显示:实验组和阳性对照组细胞生长旺盛,突起延长明显增多,部分交错成网。且两组 培养细胞数目明显多于空白对照组。MTT比色法检测细胞活性(A值)及TH阳性细胞计数, 实验组均显著高于空白对照组,而与阳性对照组比较无统计学意义。本实验结果提示EGCG可 提高体外培养的胚胎大鼠中脑原代细胞的活性,并能促进DA能神经细胞生长,对抗其凋亡。
参考文献
[1]Andrade JP, Assunco M.Protective effects of chronic green tea consumption on age_related neurodegeneration[J]. Curr Pharm Des,2012,18(1):4 -14.
[2]Hou RR, Chen JZ, Chen H, et al. Neuroprotective effects of epigallocatechin _3_gallate (EGCG) on paraquat_induced apoptosis in PC12 cells[J]. Cell Biol I nt,2008,32(1):22-30.
[3]Kim JS, Kim JM, O JJ, et al. Inhibition of inducible nitric oxide synthase expression and cell death by epigallocatechin_3_gallate, a green tea catechin, in the 1_methyl_4_phenyl_1,2,3,6_tetrahydropyridine mouse model of Parkinson's d isease[J]. J Clin Neurosci,2010,17(9):1165-1168.
[4]Hügel HM, Jackson N. Redox chemistry of green tea polyphenols: therapeuti c benefits in neurodegenerative diseases[J]. Mini Rev Med Chem,2012,12(5):380 -387.
[5]Qin XY, Cheng Y, Yu LC. Potential protection of green tea polyphenols agai nst intracellular amyloid beta_induced toxicity on primary cultured prefrontal c ortical neurons of rats[J]. Neurosci Lett,2012,513(2):170-173.
[6]Itoh T, Imano M, Nishida S, et al, (-)_Epigallocatechin_3_gallate increases the number of neural stem cells around the damaged area after rat traumatic bra in injury[J]. J Neural Transm,2012,119(8):877-890.
[7]厚荣荣,陈建宗,陈宏,等.绿茶多酚主要成分对百草枯诱导PC12细胞损伤的保护作用[ J].神经解剖学杂志,2007,23(1):83-87.
[8]Cho HS, Kim S, Lee SY, et al, Protective effect of the green tea component, L_theanine on environmental toxins_induced neuronal cell death[J]. Neurotoxic ology,2008,29(4):656-662.
[9]Iczkiewicz J, Broom L,Cooper JD, et al, The RGD_containing peptide fragmen t of osteopontin protects tyrosine hydroxylase positive cells against toxic insu lt in primary ventral mesencephaliccultures and in the rat substantia nigra[J] . J Neurochem,2010,114(6):1792-1804.
[10]Forloni G, Bertani I, Calella AM, et al. Alpha_synuclein and Parkinson's d isease: selective neurodegenerative effect of alpha_synuclein fragment on dopa minergic neurons in vitro and in vivo[J]. Ann Neurol,2000,47(5):632-640.
(收稿日期:2012_12_27)