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阿尔茨海默病神经病理变化包括β-淀粉样蛋白(Aβ)的积累,caspase活化,细胞凋亡,缺氧诱导的神经毒性等。Aβ是淀粉样前体蛋白(APP)通过β位的天冬氨酰蛋白酶APP裂解酶(BACE)和γ-分解酶蛋白水解加工产生。长期以来吸入麻醉药被认为可以减轻神经毒性。然而,最近的研究表明,吸入麻醉药异氟烷能诱导caspase活化和细胞凋亡,增加BACE和Aβ水平,促进神经毒性。因此,我们试图确定不同浓度异氟烷是否对缺氧诱导的caspase-3活化和BACE水平的增加产生双重影响:减轻抑或促进。 方法:采用H4人神经胶质瘤细胞,实验分为6组:对照组:5%CO2+21%O2+平衡氮气处理8小时;缺氧对照组:5%CO2+3%O2+平衡氮气处理8小时;0.5%异氟烷组:0.5%异氟烷+5% CO2+21% O2+平衡氮气处理8小时;0.5%异氟烷缺氧组:0.5%异氟烷+5%CO2+3%O2+平衡氮气处理8小时;2%异氟烷组:2%异氟烷+5% CO2+21%O2+平衡氮气处理8小时;2%异氟烷缺氧组:2%异氟烷+5%CO2+3%O2+平衡氮气处理8小时。收集细胞并溶胞后采用Western blot分析caspase-3活化、BACE和Bcl-2水平。各组BACE、Bc1-2和caspase-3统计采用数据是实际数据经过β-肌动蛋白值标化后与对照组数值的百分比表示。数据表示为均数±标准差,比较使用双尾t-检验,以确定0.5%异氟烷、2%异氟烷或3%O2对caspase-3活化,BACE和Bcl-2水平的影响,以及0.5%异氟烷和2%异氟烷对缺氧(3%O2)诱导的caspase-3活化,BACE水平增加和Bc1-2蛋白水平下降的影响。P值小于0.05(*或#)和0.01(**##)被认为有统计学意义。 结果:与对照组相比,缺氧导致caspase-3活化:100%与286%(P=0.00004)。0.5%异氟烷处理八小时也诱导caspase-3活化:100%和212%,P=0.0008。然而,0.5%异氟烷和缺氧联合处理八小时与单独缺氧处理相比caspase-3活化减少:166%和286%,P=0.007。2%异氟烷处理也诱导caspase-3活化:100%和385%,P=0.0008。然而,2%异氟烷和缺氧联合处理八小时相比单纯缺氧处理,caspase-3活化更明显:477%和288%,P=0.015,表明0.5%异氟烷能减轻缺氧诱导的caspase-3活化而2%异氟烷却促进。缺氧(3%O2)和0.5%异氟烷处理8小时均明显增加BACE水平:100%和313%,P=0.0026,100%和207%,P=0.011。0.5%异氟烷处理减轻缺氧诱导的BACE水平增加:313%和119%,P=0.003。2%异氟烷处理8小时(100%和262%)增加BACE水平,且略提高缺氧诱导的BACE水平增加:378%和327%。表明0.5%异氟烷能减轻缺氧诱导的BACE水平增加而2%异氟烷却促进。缺氧使Bcl-2蛋白水平下降:100%和67%,P=0.037,2%异氟烷和缺氧联合处理进一步降低BCL-2水平:67%和33%,P=0.002。而0.5%异氟烷对缺氧诱导的Bcl-2蛋白水平没有影响,表明高浓度异氟烷可能通过减少Bc1-2蛋白水平,促进缺氧诱导的caspase-3活化和BACE水平增加。而低浓度异氟烷减轻缺氧诱导的caspase-3活化和BACE水平增加的机制仍有待确定。 结论:异氟烷对缺氧所致的神经毒性可能产生双重影响,低浓度异氟烷减轻缺氧所致神经毒性,而高浓度异氟烷则促进,其机制可能通过Bcl-2家族蛋白产生。