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研究背景与目的:核因子-kB(NF-kB)在衰老进程中起关键作用。在淋巴细胞,NF-kB活性随增龄而显著降低。文献中对衰老进程中NF-kB表达特点研究,多直接 采用青年与老年两个组别,研究指标一般选取NF-kB的DNA结合活性做为结局性 衡量。但由于NF-kB多向转录调节的特点,NF-kB家族不同成员、NF-kB信号通路 中的刺激物性质、调节蛋白、及靶基因数目,都将显著影响NF-kB激活后的转录产物及活性。因此,为了全面研究衰老进程中NF-kB转录调控所涉及到的相关信号分子 在各个年龄段的表达特征,我们采用了NF-kB信号通路功能基因芯片。本研究首次选取SD大鼠在衰老进程中的5个特定年龄,研究衰老进程中各年龄段淋巴细胞 NF-kB信号通路中相关分子功能类别mRNA水平的整体表达特征及差异;并结合衰 老进程中淋巴细胞凋亡率的比较、老年期NF-kB信号通路分子的差异表达、及通过对老年态下Th1,Th2,Th3类细胞因子之间比例失衡关系的转归,进一步观 察淫羊藿总黄酮(EF)对免疫衰老的干预效应及调控机制。
研究内容及方法:
1.衰老进程中各年龄段淋巴细胞凋亡率的比较研究及EF的干预作用选用SD大鼠脾脏分离的淋巴细胞为研究对象,用流式细胞方法,进行以下两部分研究:A.比较研究4月龄(4m)、27月龄(27m)、27m+EF三组CD3抗体诱导 的淋巴细胞凋亡率差异,及EF对27m组的干预作用;并且进一步研究对27m采用NF-kB抑制剂PDTC处理后的淋巴细胞凋亡变化及EF同期干预效应。B.着重比较 研究从出生后3天直到27m衰老过程中各代表性年龄段的细胞凋亡率差异,并继续观察EF对老年淋巴细胞过度凋亡的影响作用,旨在为后续相关研究工作提供药效 基础。
2.衰老进程中各年龄段淋巴细胞中NF-kB信号通路相关分子mRNA差异表达特征 及EF的干预效应以SD大鼠脾脏分离的淋巴细胞为研究对象,采用NF-kB信号通路功能基因组Oligo芯片(128个相关基因),首次选取SD大鼠在衰老进程中的几个特定年龄: 3d,4m,10月龄(10m),18月龄(18m),27m,研究衰老进程中各年龄段淋巴细胞 NF-KB信号通路中相关分子功能类别的mRNA水平的整体表达特征及差异,并观察EF对老年大鼠(27m)淋巴细胞NF-KB信号通路各功能类别的整体干预效应。
3.EF经由NF-KB相关信号转导途径调控免疫衰老机制以SD大鼠脾脏分离的淋巴细胞为研究对象,采用NF-KB信号通路基因芯片(cDNA芯片,96个相关基因),分别检测27m老龄大鼠、27m+EF组、27m PDTC(NF-KB阻断剂)组、27m PDTC+EF组的NF-KB相关信号差异表达,并设4m 大鼠做青年对照组,提取其中有显著意义的主要分子,加以分析。
4.EF经由Th1,Th2,Th3细胞网络调控免疫衰老机制以SD大鼠脾脏分离的淋巴细胞为研究对象,采用Th1,Th2,Th3 cDNA 芯片 (96个相关基因),分别检测4m、27m、27m+EF、27m PDTC、27m PDTC+EF组的 Th1,Th2,Th3各类细胞因子信号差异表达概况,提取其主要差异表达特征,进行全 面分析。
研究结论:
1.随着增龄,大鼠淋巴细胞细胞凋亡逐渐升高,Th2、Th3类细胞因子优势应答,Thl,Th2,Th3类细胞因子之间比例失衡,免疫功能下降。
2.NF-κB在衰老进程中起非常关键作用。通过对各代表性年龄淋巴细胞NF-κB信号通路中6大功能类的mRNA差异比较发现:NT-κ信号通路相关分子mRNA的平均表达水平均随增龄逐渐降低。其中变化最显著的是Signal Transduction Kinases、Rel/NF-κB/IkB Family、NF-κB Responsive Genes,尤其是Signal TransductionKinases。这三大功能类的mRNA均在出生后3d表达强度最高,之后随着增龄而逐渐降低,且降幅较大,在27m降到最低。提示在衰老进程中,淋巴细胞NF-KB信号通路信号转导激酶及其以下途径相关分子表达衰退,是决定NF-KB活性及其调控靶基衡免疫稳态、延缓免疫衰老的重要机制。