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目的:阿尔茨海默疾病(Alzheimers disease,AD)是“21世纪人类社会的流行病”。随着老龄化社会的进展,接受全身麻醉的AD临床前期和临床期患者越来越多,而全麻药物对AD发病机理和病程的影响尚不清楚。本研究拟通过临床常用静脉全身麻醉药异丙酚和咪达唑仑对凝聚态Aβ25-35诱导的大鼠PC12细胞凋亡、凋亡相关蛋白表达、Tau蛋白过度磷酸化的影响,从细胞水平探讨静脉全身麻醉药与阿尔茨海默病关系的分子机制,旨在为AD高风险人群的临床合理选择麻醉和镇静药物提供理论指导和前期研究基础。 方法:体外培养的PC12细胞随机分为正常组,不同浓度Aβ25-35组(以5、10、20、40、80μmol/L的凝聚态Aβ25-35共同孵育6小时),MTT法检测细胞活力以确定最小损伤的Aβ浓度。将不同浓度的咪达唑仑和异丙酚与10μmol/L Aβ25-35共同孵育6小时,MTT法检测细胞活力,流式细胞仪检测各组细胞凋亡率,观察异丙酚和咪达唑仑对凝聚态Aβ25-35所致PC12细胞损伤作用的影响。体外原代培养新生大鼠海马神经元,随机分为对照组(C组),凝聚态Aβ25-35组(Aβ25-3510μmol/L孵育6h),异丙酚组(propofol20μmol/L孵育6h),凝聚态Aβ25-35+异丙酚组(Aβ25-3510μmol/L+propofol20μmol/L孵育6h),咪达唑仑组(midazolam20μmol/L孵育6h),凝聚态Aβ25-35+咪达唑仑组(Aβ25-3510μmol/L+midazolam20μmol/L孵育6h),MTT法检测Aβ25-35对大鼠海马神经元的损伤效应,明确异丙酚和咪达唑仑对Aβ25-35作用的影响。为进一步明确咪达唑仑和异丙酚与Aβ25-35所致损伤作用的分子机制,将体外培养的PC12细胞进行药物处理,通过蛋白免疫印迹和免疫细胞化学染色的方法,观察异丙酚和咪达唑仑对Aβ25-35诱导的PC12细胞不同磷酸化位点Tau蛋白的表达、凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax)表达的变化。 结果:10μmol/l Aβ25-35作用后,PC12细胞存活率显著降低,20μmol/l异丙酚与10μmol/l Aβ25-35共孵育,可显著减轻Aβ25-35诱导的细胞损伤(P<0.05);20μmol/L咪达唑仑使细胞的存活率下降,而10μmol/L Aβ25-35与20μmol/L咪达唑仑共同作用于PC12细胞可加重细胞损伤(P<0.05)。10μmol/l Aβ25-35、20μmol/l异丙酚、20μmol/l咪达唑仑对海马神经元存活率的影响结果与PC12细胞具有相同的趋势(P<0.05)。流式细胞仪检测10μmol/L的Aβ25-35作用于PC12细胞6h后,细胞凋亡率增多,单独应用异丙酚对凋亡效应无显著影响,但与10μmol/L的Aβ25-35共同孵育可显著减轻Aβ25-35促凋亡效应(P<0.05或P<0.01)。Westernblotting结果显示,在Aβ25-35可使PC12细胞抗凋亡蛋白bcl-2表达减少,而促凋亡蛋白bax的表达则增强,在10μmol/L Aβ25-35与20μmol/L异丙酚共同孵育时,Bax表达的显著增强并且高于Aβ25-35单独作用时(P<0.05),Bcl-2的表达则显著低于对照组,而10μmol/L Aβ25-35与20μmol/L咪达唑仑共同孵育时,Bax表达的显著增强并且高于Aβ25-35单独作用时(P<0.05),Bcl-2的表达则显著低于对照组。Tau蛋白在Ser396、Thr231、Ser404位点的磷酸化水平和激酶GSK-3β表达在Aβ25~35作用6h后升高,而总tau水平无改变(P<0.05); Aβ25~35和异丙酚共孵育后,Tau蛋白在Ser396、Ser404、Thr231位点的磷酸化水平和激酶GSK-3β表达与单纯Aβ处理组相比均显著降低(P<0.05)。Aβ25~35和咪达唑仑共孵育后,Tau蛋白在Ser396、Ser404位点的磷酸化水平显著增高(P<0.05),Thr231位点的表达则显著高于对照组。免疫细胞化学实验亦从形态学上证实了上述结果。 结论:异丙酚对凝聚态Aβ25-35诱导的PC12细胞和大鼠海马神经元细胞损伤具有保护作用,而咪达唑仑对凝聚态Aβ25-35诱导的大鼠PC12细胞损伤和大鼠海马神经元细胞损伤具有协同作用。异丙酚对凝聚态Aβ25-35诱导的大鼠海马神经元细胞损伤的保护作用可能是通过抑制GSK-3β激酶表达,抑制tau磷酸化和细胞凋亡实现的;咪达唑仑对细胞损伤协同作用可能是通过促进tau蛋白磷酸化。