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目的:阿尔茨海默病(AD)是老龄人口中发病率高,危害性大的中枢神经系统退行性疾病,影响全球近4000万人。目前AD的发病机制以β淀粉样蛋白(Aβ)级联假说占主导地位。Aβ是一种天然的抗氧化剂,可以保护脑细胞,抑制氧化应激,但Aβ的过度沉积则会导致神经元的变性坏死及神经胶质细胞增生等炎性反应。
细胞凋亡受促凋亡基因和抑凋亡基因的协同控制。特别是Bax与Bcl-2基因与凋亡的调控关系更为密切。研究发现Bcl-2与Bax两蛋白之间的比例关系则是决定对细胞凋亡抑制作用强弱的关键因素。此外,在AD病人的脑组织中S100β的表达水平也显著增高,S100β可以通过多个途径参与AD的病理损伤并能够直接或间接地诱导神经元凋亡。
谷氨酸是脑内主要的兴奋性神经递质,NMDA受体是最受关注的一种谷氨酸受体,在AD患者脑组织中,存在较高的兴奋毒性,但谷氨酸浓度并未显著升高,推测兴奋毒性的产生可能由于NMDA受体敏感性改变引起的。MK-801是NMDA受体的非竞争性拮抗剂,MK-801与NMDA受体的结合将阻断NMDA受体离子通道,影响NMDA受体的生理作用,继而减轻AD病理损伤。
因此,本研究拟采用Aβ25-35选择大鼠双侧海马CA1区注射,通过Aβ的毒性作用制作成大鼠痴呆模型,探讨NMDA受体阻断剂MK801对AD大鼠海马CA1区Bax、Bcl-2及S100β蛋白表达的影响及干预作用,从而为探讨AD的发病机制及其预防和治疗奠定理论基础。
方法:
一、 AD大鼠模型的建立与分组选用中国医科大学实验动物中心提供的wistar雄性大鼠36只,鼠龄3~4月,体重250-300g,适应性饲养1周后,随机分为3组,每组12只,模型组在大鼠双侧海马CA1区定位注射Aβ25-35(2.5 g/L)溶液2μL,治疗组在相同的注射位点先注射Aβ25-35(5g/L)溶液1μL,再注射MK801(6g/L)溶液1μL,对照组以等量生理盐水注射于相同位点。
二、免疫组织化学方法观察3组大鼠海马CA1区S100β蛋白的表达及Bcl-2与Bax蛋白的表达,同时对比观察MK801对其蛋白表达的影响。
三、Wesμern blot检测半定量检测3组大鼠海马S100β蛋白的表达及Bcl-2与Bax蛋白的表达,同时对比观察MK801对其蛋白表达的影响。
四、统计学分析应用SPSS18.0统计软件,所得数据用均数±标准((x)±5)表示,P<0.05有统计学意义,P<0.01有显著性差异。
结果:
一、免疫组化方法观察Bax、Bcl-2及S100β蛋白的表达模型组大鼠海马CA1区锥体细胞细胞浆表达的Bax蛋白较对照组明显增高(P<0.01);治疗组表达的Bax蛋白较模型组明显降低(P<0.01)。三组大鼠海马CA1区锥体细胞细胞浆表达的Bcl-2蛋白无明显差异(P>0.05)。模型组大鼠海马CA1区S100β阳性细胞数较对照组明显增高(P<0.01);治疗组S100β阳性细胞数较模型组明显降低(P<0.01)。
二、Western blot方法检测Bax、Bcl-2及S100β蛋白的表达Western blot结果显示:模型组大鼠海马结构S100β及Bax蛋白的表达较对照组明显增多(P<0.01);治疗组S100β及Bax蛋白的表达较模型组明显减少(P<0.01);三组大鼠海马Bcl-2蛋白的表达没有差异,不具有统计学意义(P>0.05)。
结论:
1、Aβ25-35致AD大鼠海马锥体细胞Bax的表达明显上调;但Bcl-2表达没有变化。
2、Aβ25-35致AD大鼠海马星形胶质细胞S100β的表达上调。
3、MK801可以明显下调AD大鼠海马锥体细胞Bax的表达水平。
4、MK801可以明显下调AD大鼠海马星形胶质细胞S100β的表达水平。
本研究结果显示:NMDA受体阻断剂MK801,通过降低AD大鼠海马锥体细胞Bax的表达水平降低细胞凋亡,通过降低星形胶质细胞的活化和增殖降低S100β的表达。