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清心开窍方含药脑脊液对Aβ25—35所致PC12细胞损伤的保护作用

清心开窍方含药脑脊液对Aβ25—35所致PC12细胞损伤的保护作用目的:从细胞水平研究清心开窍方含药脑脊液对β-淀粉样蛋白(Aβ25-35)损伤的PC12细胞的保护作用,为该方剂的临床应用提供依据。

方法:SD大鼠灌胃给予清心开窍方水煎液(7.9 g·kg-1),每日2次,连续3.5 d,制备清心开窍方含药脑脊液。

采用PC12细胞和终浓度10 μmol·L-1的β-淀粉样蛋白(Aβ25-35)共培养,造成神经细胞损伤模型。

RT-PCR方法检测Bax,Bcl-2,Caspase-3 mRNA 表达水平,MTT法检测清心开窍方含药脑脊液对PC12细胞活性的影响。

结果:清心开窍方含药脑脊液组PC12细胞活性明显高于模型组,Bax,Caspase-3 mRNA 表达水平降低,Bcl-2 mRNA表达增高,与模型组比较差异显著(P<0.05,P<0.01)。

结论:清心开窍方对Aβ25-35损伤的PC12细胞有明显的保护作用。

标签:清心开窍方;PC12细胞;β-淀粉样蛋白(Aβ25-35);保护作用清心开窍方源自明代著名医学家张景岳《景岳全书》中的“蛮煎”,由生地黄、麦冬、芍药、石菖蒲、石斛、牡丹皮、茯神、陈皮、知母等组成,具有清心凉血开窍功效。

是用于治疗阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)的有效方剂,已广泛运用于临床多年,且疗效显著,尤其对早期出现症状者效果更佳,临床治疗AD能明显改善患者的认知功能障碍、行为和精神症状等[1-2]。

前期的实验研究证实该方水煎剂能明显改善AD小鼠学习记忆能力,降低AD小鼠脑组织中NO,NOS含量及AchE 活性,降低氧自由基对机体的损伤,对海马神经细胞具有保护作用[3-6]。

本研究从细胞水平探讨清心开窍方含药脑脊液对β-淀粉样蛋白(Aβ25-35)损伤所致神经细胞的保护作用。

1 材料与方法1.1 动物及细胞株SD大鼠60只,雄性,SPF级,体重(250±20)g,健康状况良好,由湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供,许可证号SCXK(湘)2009-0004。

PC12细胞株购自中南大学细胞生物学实验中心。

1.2 药材与试剂清心开窍方(生地黄6 g、麦冬6 g、白芍6 g、石斛6 g、丹皮6 g、茯神6 g、苦参6 g、陈皮4 g、知母5 g、石菖蒲6 g)由湖南中医药大学附属第一医院药剂科提供。

β-淀粉样蛋白(Aβ25-35)由北京博奥森生物技术有限公司生产。

尼莫地平由山东新华制药有限公司生产,批号20100711。

1.3 仪器酶标仪(美国Thermo公司);DNA热循环扩增仪(美国Thermo 公司);凝胶扫描成像分析系统(美国Startganee公司)。

1.4 含药脑脊液的制备SD大鼠20只,雄性。

给药组10只,灌胃给予清心开窍方水煎液(7.9 g·kg-1),每日早晚2次,连续3.5 d。

正常对照组给予同体积(10 mL·kg-1)生理盐水。

第7次给药后1 h ,以水合氯醛(350 mg·kg-1)麻醉大鼠,颈后部备皮,75%乙醇消毒,将大鼠颈部弯曲以暴露枕骨大孔,用1 mL 无菌注射器,从枕骨大孔刺入延髓池,取50 μL脑脊液后迅速抽出针头,合并脑脊液,4 ℃条件3 000 r·min-1离心10 min,收集上清,过滤,-20 ℃冻存备用。

1.5 PC12细胞培养与分组将复苏后的PC12细胞接种于75 mL培养瓶,用含15%,53 ℃灭活胎牛血清的高糖DMEM培养基,37 ℃,饱和湿度,5% CO2的培养箱中培养。

细胞呈单层贴壁生长,加入0.25%胰蛋白酶消化,调整细胞为0.5×106个/mL,接种于涂有多聚赖氨酸的96孔培养板,置于37 ℃,5% CO2下继续培养24 h,细胞进入对数生长期后开始加药。

取长满单层PC12细胞的96孔培养板,弃去培养液,用D-Hank′s液洗涤2次,加入无血清DMEM,细胞分为正常组(无血清的DWEM)、模型组、尼莫地平组(1×107 mol·L-1)、10%正常脑脊液组、10%含药脑脊液组、20%正常脑脊液组、20%含药脑脊液组,每组4孔。

除正常组外,其余各组每孔加入终浓度10 μmol·L-1的Aβ25-35造模,37 ℃,5% CO2培养箱继续孵育24 h,然后分别给药。

37 ℃,5% CO2培养箱作用4 h 后,弃去培养液,用D-Hank′s液洗涤2次,加入无血清DMEM培养24 h,在造模过程中及造模后,各给药组均加入相应浓度的药物及脑脊液。

四甲基偶氮唑盐(MTT)检测PC12细胞细胞活力,PC12细胞的保护率=(A含药脑脊液组-A 空白脑脊液组)/(A正常组-A模型组)×100%。

1.6 RT-PCR检测方法组织中总RNA的提取:取50 mg左右冻存组织标本至匀浆器中加l mL Triozl快速研磨。

将匀浆液转移到无菌、RNasse-free的1.5 mL 离心管中,用吸头反复吹打,振荡后室温静置5 min。

加入200 μL氯仿,振荡混匀15 s,室温静置3 min,4 ℃,12 000 r·min-1离心15 min。

将上清小心转移到无菌、RNasse-free的1.5 mL离心管中,加入等体积预冷的异丙醇(-20 ℃预冷),混匀,冰浴10 min。

4 ℃,12 000 r·min-1离心15 min。

弃上清,吸水纸控干液体,加入75%冰乙醇(DEPC水配制)l mL,混匀。

4 ℃,8 000 r·min-1离心5 min,弃上清,吸水纸控干。

重复1次。

控干后,斜放室温晾20 min,加入20~30 μL DEPC水,所得溶液即为RNA样品,可立即使用或置-80 ℃冰箱保存。

RNA纯度鉴定:取5 μL RNA溶液,加DEPC水稀释至60 μL,以DEPC水作为空白对照,读取紫外分光光度计260,280 nm波长的吸光度,计算其A260/A280。

RNA浓度测定:取5 μL RNA溶液,加DEPC水稀释至60 μL,枪头混匀,以DEPC水作为空白对照,读取紫外分光光度计260 nm波长下的吸光度。

按公式计算RNA浓度(g·L-1)=A260 ×40×60/5/1 000。

RNA完整性鉴定:应用1%甲醛变性的琼脂糖电泳鉴定RNA完整性。

一步法RT-PCR扩增:参照一步法RT-PCR试剂盒说明进行操作。

Bax(扩增片段376 bp):上游5′-TGGTTGCCCTTTTCTACTTTG -3′,下游5′-GAAGTAGGAAAGGAGGCCATC -3′;Bcl-2(扩增片段236 bp):上游5′-GCATCTTCTCCTTCCAG-3′,下游5′-ATCCCAGCCTCCGTTAT-3′;Caspase-3(扩增片段420 bp):上游5′-GGTATTGAGACAGACAGTGG -3′,下游5′- CATGGGATCTGTTTCTTTGC-3′;内参β-actin(扩增片断512 bp):上游5′-GCCAACCGTGAAAAGATG-3′,下游5′- CCAGGATAGAGCCACCAAT-3′。

RT-PCR产物的检测及半定量分析:取6 μL扩增产物在1%琼脂糖凝胶中电泳,恒压80 V,电泳1 h,紫外灯下分析PCR结果,并用凝胶成像分析系统测定灰度值,计算Bcl-2(Bax,Caspase-3)/β-actin的比值,以获得目的片段的相对表达量。

1.7 统计学处理方法采用SPSS 16.0统计软件处理,实验数据以±s表示,多个样本均数比较采用单因素方差分析,组间方差分析用F检验,有差异的组间两两比较用SNK-q检验。

2 结果2.1 清心开窍方对PC12细胞活力的影响PC12细胞模型组与正常组相比,A明显降低(P<0.01);10%正常脑脊液组和20%正常脑脊液组与模型组相比,A无显著性差异;尼莫地平组、10%含药脑脊液组和20%含药脑脊液组与模型组相比,A均明显升高(P<0.01);10%含药脑脊液组A低于尼莫地平组(P<0.01),而20%含药脑脊液组A高于尼莫地平组(P<0.05),见表1。

2.2 清心开窍方对PC12细胞Bax,Bcl-2,Caspase-3 mRNA表达的影响PC12细胞模型组与正常组相比,Bax,Caspase-3 mRNA表达明显升高,Bcl-2 mRNA 表达明显降低(P<0.01);10%正常脑脊液组和20%正常脑脊液组与模型组相比,Bax,Bcl-2,Caspase-3 mRNA表达无显著性差异;尼莫地平组、10%含药脑脊液组和20%含药脑脊液组与模型组相比,Bax,Caspase-3 mRNA表达均明显降低,Bcl-2 mRNA表达均明显升高(P<0.01);10%含药脑脊液组Bax mRNA表达高于尼莫地平组(P<0.05),20%含药脑脊液组Bax mRNA表达、10%含药脑脊液组Caspase-3 mRNA表达与尼莫地平组相比无显著性差异;10%含药脑脊液组和20%含药脑脊液组Bcl-2 mRNA表达、20%含药脑脊液组Caspase-3 mRNA 表达均低于尼莫地平组(P<0.01),见表2,图1。

3 讨论阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是老年人的常见病、多发病。

其首要症状是智力、记忆力、感官定向力、判断力、语言思维能力不可逆的进行性退化,并常伴有性格改变。

由于AD主要病理特征是老年斑(senile plaque,SP),神经元纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFT),神经元大量丢失。

而SP的核心成分为β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ),由39~43个氨基酸组成,因此,目前普遍认为聚集状的Aβ具有神经毒性,越来越多的证据证明Aβ在脑内沉积是AD早期的主要病理变化[7]。

PC12 细胞(pheochromocytoma cells)为大鼠肾上腺嗜铬肿瘤细胞株,具有较典型的神经内分泌细胞特性,可传代,己广泛用作神经细胞体外模型。

MTT 测试通过测定细胞线粒体脱氢酶活性借以判断活细胞数目,即A。

A越大,表示存活的细胞数目越多,细胞损伤越小。

大量证据表明凋亡参与了AD神经元的变性,它是由多基因控制的细胞主动死亡的过程,受促凋亡基因和抑凋亡基因的协同控制。

目前已知有多种基因,如Bcl-2,Bax,P53,fas等[8],特别是Bax和Bcl-2基因与凋亡的调控关系更为密切[9-10],Bcl-2和Bax作为一对关系密切的凋亡相关基因,在中枢神经系统中均有表达,在神经细胞凋亡的控制中起重要作用。

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