二氮嗪对新生鼠神经元缺氧损伤后细胞骨架稳定作用研究

来源 :汕头大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eaglecmk
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目的:  通过观察线粒体ATP敏感性钾通道(mitochondrial ATP-sensitive K+channels, mitoKATP通道)开放剂二氮嗪(Diazoxide, DZX)、mitoKATP通道抑制剂格列苯脲(Glibenclamide, GLI)及细胞骨架解聚剂细胞松驰素B(Cytochalasin B, CB)干预措施对体外培养的神经元细胞缺氧损伤后神经细胞形态、细胞凋亡率、丝状肌动蛋白(F-actin)水平、细胞内Ca2+浓度以及Caspase-3水平的影响作用,探讨mitoKATP通道开放剂二氮嗪通过稳定细胞骨架蛋白F-actin起保护缺氧损伤神经细胞的作用及其可能的机制,为临床上开发mitoKATP通道开放剂治疗新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic ischemic encephalopathy, HIE)提供实验依据。  材料与方法:  离体培养7-11d SD大鼠皮质神经元分为第一组对照组,正常培养细胞未经任何处理,第二组缺氧后药物干预组,分别为缺氧组、二氮嗪组(DZX300uM)、格列本脲组(DZX300uM/GLI50uM)、细胞松弛素组(DZX300uM/CB5uM),第二组均加有溶剂NaOH,缺氧培养条件为无糖DMEM、95%N2/5%CO2、37℃培养1h,然后恢复维持培养基给予相应药物干预在95%空气/5%CO2、37℃培养箱中继续培养12h,通过倒置相差显微镜观察神经元形态变化,流式细胞仪检测神经元细胞凋亡率,免疫荧光化学测量神经元细胞内Ca2+浓度,免疫细胞化学检测神经元细胞caspase-3的水平,免疫荧光化学方法观察细胞骨架F-actin的水平及形态变化。实验结果均以均数±标准差(x?s)表示,采用SPSS for Windows17.0统计软件进行资料分析,采用单因素方差分析比较组间差异,各组间两两比较以最小显著差值法分析,P<0.05表示差别有统计学意义。  结果:  1.皮质神经元原代培养及鉴定  分离的神经细胞4h后贴壁于包被好多聚赖氨酸的培养板上,2、3天后神经元胞体增大,胞质丰富,突起延伸,培养第5、6天,突起继续增长,增粗,培养至第9、10天,神经元分化更加成熟,可见密集的神经元细胞网络。特异βIII微管蛋白鉴定神经元。  2.倒置相差显微镜观察各组神经元形态学变化  对照组神经元胞体大,胞质丰富,光晕强,折光性好,突起粗长,神经元分化成熟,可见密集的神经元细胞网络;缺氧组神经元细胞形态出现明显变化,细胞崩解明显,大部分细胞轮廓模糊,细胞突起断裂,胞体固缩成团,胞浆中空泡明显,核碎裂溶解明显;二氮嗪组大部分神经元存活,细胞轮廓清楚,细胞崩解明显减少,胞体固缩明显改善,细胞突起和数量无明显减少,胞浆内空泡明显减少,核碎裂明显减少。格列本脲及细胞松弛素组与缺氧组类似。  3.流式细胞仪检测各组神经元细胞凋亡率  对照组、缺氧组、二氮嗪组、格列本脲组、细胞松弛素组细胞凋亡率分别为:10.49%±0.46%,23.80%±1.35%,11.46%±0.79%,23.89%±0.45%及22.95%±1.00%,差异有显著统计学意义(P<0.01),缺氧组、格列本脲组、细胞松弛素组均较对照组增高(P均<0.01),二氮嗪组与对照组差异无统计学意义(P>0.05),格列本脲组、细胞松弛素组均较二氮嗪组增高(P均<0.01)。提示,缺氧可造成神经元细胞凋亡增加,二氮嗪可减轻细胞凋亡,该作用可被格列本脲及细胞松弛素抵消。  4.免疫荧光化学方法检测细胞内钙离子浓度  对照组、缺氧组、二氮嗪组、格列本脲组、细胞松弛素组细胞内钙离子平均荧光强度值分别为:2.56±0.43,7.59±1.03,3.23±0.31,7.50±0.44及7.69±0.29,差异有显著统计学意义(P<0.01),缺氧组、格列本脲组、细胞松弛素组均较对照组增高(P均<0.01),二氮嗪组与对照组差异无统计学意义(P>0.05),格列本脲组、细胞松弛素组均较二氮嗪组增高(P均<0.01)。提示,缺氧可造成神经元细胞钙离子浓度增加,二氮嗪可减轻细胞内钙离子超载,该作用可被格列本脲及细胞松弛素抵消。  5.免疫细胞化学方法检测细胞内caspase-3水平  对照组、缺氧组、二氮嗪组、格列本脲组、细胞松弛素组caspase-3蛋白阳性细胞平均光密度分别为:450.20±75.93,983.06±64.42,427.19±44.02,1003.03±78.27及981.93±62.48,差异有显著统计学意义(P<0.01),缺氧组、格列本脲组、细胞松弛素组均较对照组增高(P均<0.01),二氮嗪组与对照组差异无统计学意义(P>0.05),格列本脲组、细胞松弛素组均较二氮嗪组增高(P均<0.01)。提示,缺氧可造成神经元细胞caspase-3水平增加,二氮嗪可减轻细胞caspase-3水平,该作用可被格列本脲及细胞松弛素抵消。  6.免疫荧光化学方法观察及检测细胞骨架的变化  对照组神经元F-actin主要分布于细胞外周,形成周边肌动蛋白丝带,胞质内偶见短而细的应力纤维,缺氧组神经元细胞周边肌动蛋白丝带消失,F-actin被分解,胞质内应力纤维增多,轴突回缩,神经元特征丧失,二氮嗪组与对照组类似,格列本脲、细胞松弛素组与缺氧组类似。  对照组、缺氧组、二氮嗪组、格列本脲组、细胞松弛素组F-actin蛋白的平均荧光强度值分别为:5.54±0.43,3.24±0.24,5.26±0.25,2.96±0.58及3.32±0.30,差异有显著统计学意义(P<0.01),缺氧组、格列本脲组、细胞松弛素组均较对照组降低(P均<0.01),二氮嗪组与对照组差异无统计学意义(P>0.05),格列本脲组、细胞松弛素组均较二氮嗪组降低(P均<0.01)。提示缺氧可造成神经元细胞F-actin分解,二氮嗪可减轻细胞F-actin的降解,该作用可被格列本脲及细胞松弛素抵消。  结论:  1.缺氧损伤后神经元细胞形态改变明显,细胞轮廓模糊,突起断裂,胞浆中空泡明显,细胞内钙离子浓度增加,caspase-3水平升高,F-actin蛋白降解及细胞凋亡率升高;  2.经二氮嗪干预后,细胞轮廓清晰,胞浆中空泡及核碎裂溶解不明显,细胞内钙离子浓度降低,caspase-3水平下降,F-actin蛋白降解及细胞凋亡减少,提示二氮嗪对缺氧损伤有明显保护作用,且该作用可被格列苯脲及细胞松弛素B所抵消;  3.提示二氮嗪对神经元缺氧损伤的保护作用是通过开放mitoKATP通道而起效的,推测mitoKATP通道的开放可稳定细胞骨架从而减少其降解进而来达到脑保护作用。
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