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目的:观察雷帕霉素(Rapamycin,RAPA)对β淀粉样蛋白25-35(beta-amyloid peptide25-35,Aβ25-35)诱导的大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤(rat pheochromocytoma,PC12)细胞损伤的干预作用,并探讨其相关机制。 方法:(1)传代培养PC12细胞。(2)噻唑蓝(Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide, MTT)比色法检测不同浓度Aβ25-35作用24 h的PC12细胞的存活率。确定建立细胞损伤模型的Aβ25-35的工作浓度。(3)以不同浓度梯度的RAPA与工作浓度的Aβ25-35共同作用于PC12细胞24h。MTT法检测细胞存活率,确定RAPA低、中、高三个干预浓度。(4)将对数生长期的PC12细胞随机分为5组:正常对照(Control)组、模型(Model)组和RAPA低、中、高三个剂量组。Control组采用DMEM培养细胞;Model组采用DMEM和工作浓度的Aβ25-35共同培养细胞;RAPA低、中、高剂量组分别用不同浓度的RAPA、DMEM和Aβ25-35共同培养细胞。Hoechst33342荧光染色法检测细胞的凋亡率;ELISA法检测各组细胞胰岛素样生长因子受体(Insulin-like Growth Factor-1 Receptor, IGF-1R)的表达量;Western Blot检测各组细胞磷酸化蛋白激酶 B( Phosphorylation of protein kinase B, p-PKB)、磷酸化雷帕霉素靶蛋白(Phosphorylation of mammalian Target of Rapamycin,p-mTOR)以及磷酸化tau蛋白(Phosphorylation of tau protein,p-tau)的表达量。 结果:(1)与0μmol/L的Aβ25-35组比较,随着Aβ25-35浓度的升高,PC12细胞的存活率有所下降,差异具有统计学意义( P<0.05),且与 Aβ25-35的浓度呈负相关(r=0.980)。其中,20μmol/L的Aβ25-35组细胞存活率为51.93±2.30%。因此,采用该浓度构建PC12细胞损伤模型。(2)与Model组(51.47±2.59%)比较,不同浓度的RAPA组细胞存活率(54.64±2.42%、59.91±2.53%、64.79±2.91%、62.73±2.35%、56.50±2.55%)升高,差异具有统计学意义(P<0.05),确定 RAPA低、中、高三个剂量分别是10μmol/L、40μmol/L和160μmol/L。(3)与Control组(3.33±2.45%)相比,Model组细胞凋亡率(52.22±2.33%)增高,差异具有统计学意义(P<0.05);与Model组比较,RAPA组细胞凋亡率(45.33±2.83%、36.89±2.85%、48.00±2.83%)降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。(4)与Control组(650.26±60.26 pg/mL)相比,Model组细胞的IGF-1R表达(314.74±65.75 pg/mL)降低,差异具有统计学意义(P<0.05);与Model组相比,RAPA组IGF-1R表达(470.00±53.17 pg/mL、573.95±55.60 pg/mL、420.00±53.02 pg/mL)升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。(5)与Control组(p-PKB:0.44±0.02、p-mTOR:0.62±0.01、p-tau:1.53±0.04)相比, Model组细胞p-PKB表达(0.33±0.01)降低,p-mTOR表达(1.97±0.05)和p-tau表达(2.09±0.19)升高,差异具有统计学意义(P<0.05);与Model组相比,RAPA组p-PKB表达(0.37±0.006、0.42±0.010、0.40±0.01)升高,p-mTOR表达(1.64±0.05、0.66±0.04、0.35±0.01)和p-tau表达(2.02±0.15、1.79±0.05、1.86±0.06)降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。 结论:(1)随着 Aβ浓度增加,PC12细胞存活率降低。(2)在一定范围内,随着RAPA干预浓度的增加,Aβ25-35诱导的PC12细胞的存活率升高,凋亡率降低。(3)在一定浓度下的RAPA可抑制p-mTOR表达,增加p-PKB水平,降低p-tau表达,减少细胞凋亡。(4)RAPA减少Aβ25-35诱导的PC12细胞凋亡,提高存活率,其对Aβ25-35致PC12损伤的保护作用机制可能与RAPA抑制mTOR,负反馈调节PI3K/PKB/mTOR信号转导通路,减少tau蛋白的过度磷酸化有关。