红景天苷通过抑制NO通路减轻MPP+诱导PC12细胞的凋亡

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帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是中枢神经系统常见的神经退化性疾病,PD的病理特点是黑质、纹状体多巴胺(Dopamine,DA)能神经元的选择性死亡、缺失,从而导致基底节神经调节功能的紊乱。病因与发病机制尚不明确,目前较流行的假说有遗传、内外环境毒素接触、氧化应激、线粒体功能异常、免疫因素、细胞凋亡等。  1-甲基-4苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tet-rahydr-opyridine,MPTP)来源于人工合成毒品的中间产物,是一种能在多种动物身上诱发类似帕金森病症候群的神经毒素,广泛用于PD动物模型的建立。MPTP本身对DA能神经元没有毒性,但在单胺氧化酶-B(MAO-B)的作用下形成的代谢物1-甲基-4苯基吡啶离子(1-methy-4-phenylpyridinium,MPP+),则具有很强的神经毒性。MPP+被DA转运蛋白主动摄取到DA能神经元胞体内,选择性损害DA能神经元,产生PD症状。同时MPP+还能够使细胞内乳酸堆积,Ca2+平衡紊乱,一氧化氮(Nitric Oxide,NO)合成增加,这些因素均可加剧自由基的过度生成,降低细胞对自由基损伤的抵抗能力,最终导致DA能神经元变性、死亡。  红景天苷(Salidroside)是藏药红景天最有效的活性成分之一,具有广泛的药理学特性,如抗氧化、抗衰老、抗缺氧,抗癌等作用。近年来发现红景天苷具有很好的神经元保护作用,有研究表明红景天苷对谷氨酸和缺氧、低血糖诱导的神经元损伤具有保护作用,还有报道指出红景天苷对过氧化氢损伤的SH-SY5Y细胞具有保护作用,然而红景天苷对MPP+损伤的DA神经元是否具有保护作用不清楚,本实验的目的是建立PD的细胞模型,观察红景天苷对MPP+诱导的具有DA神经元特性的PC12细胞凋亡的保护作用,并通过检测细胞内的NO、一氧化氮合酶(Nitric Oxide Synthase,NOS)、线粒体膜电位(Mitochondrial Membrane Potential,MMP)、Ca2+等的变化来探讨其具体保护机制。  1.研究目的与内容  研究目标:  建立MPP+诱导PC12细胞凋亡的PD模型,通过测定一系列的生化指标,探讨红景天苷的抗凋亡作用及其可能的机制,为PD的防治提供一些实验依据。  研究内容:  (1)建立PD细胞凋亡模型。  (2)检测各组细胞凋亡情况。  (3)筛选红景天苷对抗MPP+的有效浓度。  (4)初步探讨红景天苷发挥保护作用的可能机制:NO信号转导通路。  2.实验方法  2.1、以传代培养的PC12细胞作为研究对象,并通过神经毒素MPP+建立细胞凋亡模型,设立正常对照组、MPP+处理组、红景天苷单独处理组、红景天苷(不同浓度)+MPP+处理组。  2.2、MTT比色法检测细胞的存活率;Hoechst33258染色观察细胞及细胞核形态学变化;流式细胞仪测定细胞凋亡。  2.3、NO的检测,MMP的检测、Ca2+的检测、ONOO-的检测和NOS的检测。  2.4、NOS抑制剂组(L-NMMA)+MPP+处理组,通过MTT观察细胞存活率。  3.实验结果  3.1、PC12细胞经不同浓度(100-600μMmol/L)的MPP+处理12、24、36和48小时后细胞存活率明显下降,具有时间和剂量依赖性;时间越长,剂量越大,细胞存活率越低,当500μmol/L的MPP+作用于PC12细胞24h,细胞活力为(53±1.5)%,与正常对照组相比较P<0.05。故选定500μmol/L的MPP+作用于PC12细胞24h为阳性对照组。  3.2、与MPP+组相比较,不同浓度的红景天苷(10μmol/L、50μmol/L、100μmol/L)预处理可增加细胞存活率(P<0.05);Hoechs33258染色细胞核浓缩明显减少,流式细胞仪检测凋亡的细胞明显减少。  3.3、Western blot检测发现,与正常PC12细胞组相比较,MPP+处理组NOS含量明显增加,而经红景天苷预处理后细胞内NOS相比较显著降低。  3.4、流式细胞仪检测发现,MPP+处理组NO含量显著增加,线粒体膜电位减少,钙离子内流增加,3-NT显著减增加,而经红景天苷预处理后,NO含量显著降低,MMP在一定程度内恢复,钙离子内流减少,3-NT减少。  3.5、使用NOS抑制剂L-NMMA后,与MPP+处理组相比较,细胞存活力明显增加。  4.小结  4.1、红景天苷可剂量依赖性的对抗MPP+诱导的PC12细胞凋亡。  4.2、红景天苷可能通过抑制NO的产生,来对抗MPP+诱导的PC12细胞凋亡。
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