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目的
通过比较D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞在能量代谢和谷氨酸—谷氨酰胺代谢循环中的年龄相关变化,来判断D-gal诱导的衰老星形胶质细胞是否可用于替代自然衰老的星形胶质细胞以体外研究衰老机制和药物干预。
方法
1.取SD乳鼠大脑皮层星形胶质细胞,纯化后体外培养10天(10-DIV)的青年星形胶质细胞作为对照组;体外培养90天(90-DIV)构建自然衰老星形胶质细胞模型;用55mM的D-半乳糖(D-gal)作用于纯化后星形胶质细胞一周,构建D-gal诱导的衰老星形胶质细胞模型,并用β-糖苷酶染色试剂盒鉴定星形胶质细胞的衰老模型是否成功。
2.通过JC-1试剂盒分别检测对照组,D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞的线粒体膜电位的变化和差异。
3.利用海马生物能量代谢检测仪检测D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞在线粒体能量代谢和糖酵解方面的变化和差异。
4.利用westernblot技术,检测对照组,D-gal组,90-DIV组,三羧酸循环通路上线粒体相关酶:异柠檬酸脱氢酶3(IDH3)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶2(MDH2)、丙酮酸脱氢酶E1β亚基(PDHB)、铁硫簇装配酶(ISCU)蛋白表达的变化与差异。
5.收集正常培养48h后的对照组,D-gal组,90-DIV组星形胶质细胞上清,通过乳酸试剂盒检测上清乳酸的含量。
6.利用Native-PAGE技术分离对照组,D-gal组,90-DIV组星形胶质细胞的LDH同工酶,比较这三组细胞LDH同工酶总量的变化与差异。
7.用谷氨酸吸收试剂盒的比色法检测对照组,D-gal组,90-DIV组星形胶质细胞的谷氨酸吸收及谷氨酰胺的生成和释放情况。
8.通过MTT实验,检测对照组,D-gal组,90-DIV组星形胶质细胞在加入10mM谷氨酸孵育72h后的高谷氨酸环境下,比较各组细胞的活力。
9.用蛋白免疫印迹技术检测对照组,D-gal组和自然衰老的星形胶质细胞中,葡萄糖转运体-1(GLUT-1)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸转运蛋白-1(GLT-1)、γ氨基丁酸受体2(GABABR2)蛋白表达,以及经典信号通路PI3K/AKT/GSK3β上的各蛋白表达情况,并将这三组细胞蛋白表达情况进行比较。
10.本试验研究应用到的统计分析均由SPSS20.0统计软件进行统计,P<0.05时可认为有统计学意义。
结果
1.在D-gal诱导和自然衰老的星形胶质细胞中,线粒体膜电位下降与线粒体呼吸损伤均有发生。
2.在D-gal诱导和自然衰老的星形胶质细胞中,线粒体相关代谢酶IDH3、SDH、MDH2表达下降;PDHB表达几乎不变;ISCU表达在自然衰老的星形胶质细胞中显著上调,但在D-gal诱导的衰老星形胶质细胞中下调。
3.自然衰老的星形胶质细胞中基础糖酵解能力(ECAR)、细胞外乳酸水平显著增加,而D-gal诱导的衰老星形胶质细胞则减少;LDH四种同工酶的总量、GLUT-1的表达水平在自然衰老的星形胶质细胞中均显著降低,而D-gal诱导的衰老星形胶质细胞几乎没有变化。
4.在D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞中,谷氨酸清除率与谷氨酰胺释放降低,GLT-1和GS蛋白表达水平减少;青年与衰老星形胶质细胞的细胞活力均下降。
5.促进GS稳定表达的GABABR2在D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞中表达水平下降。
6.与对照组星形胶质细胞相比,在自然衰老的星形胶质细胞中PI3K,p-AKT,AKT和p-GSK3β的表达水平显著降低,而在D-gal诱导的衰老星形胶质细胞中只有PI3K和p-AKT减少。
结论
1.D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞中线粒体活性降低。
2.自然衰老的星形胶质细胞中基础糖酵解增加,而D-gal诱导的衰老星形胶质细胞中基础糖酵解减少。
3.D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞中GLT-1和GS减少。
4.D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞在能量代谢和谷氨酸-谷氨酰胺代谢循环中的变化和机制并不完全一致。
通过比较D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞在能量代谢和谷氨酸—谷氨酰胺代谢循环中的年龄相关变化,来判断D-gal诱导的衰老星形胶质细胞是否可用于替代自然衰老的星形胶质细胞以体外研究衰老机制和药物干预。
方法
1.取SD乳鼠大脑皮层星形胶质细胞,纯化后体外培养10天(10-DIV)的青年星形胶质细胞作为对照组;体外培养90天(90-DIV)构建自然衰老星形胶质细胞模型;用55mM的D-半乳糖(D-gal)作用于纯化后星形胶质细胞一周,构建D-gal诱导的衰老星形胶质细胞模型,并用β-糖苷酶染色试剂盒鉴定星形胶质细胞的衰老模型是否成功。
2.通过JC-1试剂盒分别检测对照组,D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞的线粒体膜电位的变化和差异。
3.利用海马生物能量代谢检测仪检测D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞在线粒体能量代谢和糖酵解方面的变化和差异。
4.利用westernblot技术,检测对照组,D-gal组,90-DIV组,三羧酸循环通路上线粒体相关酶:异柠檬酸脱氢酶3(IDH3)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶2(MDH2)、丙酮酸脱氢酶E1β亚基(PDHB)、铁硫簇装配酶(ISCU)蛋白表达的变化与差异。
5.收集正常培养48h后的对照组,D-gal组,90-DIV组星形胶质细胞上清,通过乳酸试剂盒检测上清乳酸的含量。
6.利用Native-PAGE技术分离对照组,D-gal组,90-DIV组星形胶质细胞的LDH同工酶,比较这三组细胞LDH同工酶总量的变化与差异。
7.用谷氨酸吸收试剂盒的比色法检测对照组,D-gal组,90-DIV组星形胶质细胞的谷氨酸吸收及谷氨酰胺的生成和释放情况。
8.通过MTT实验,检测对照组,D-gal组,90-DIV组星形胶质细胞在加入10mM谷氨酸孵育72h后的高谷氨酸环境下,比较各组细胞的活力。
9.用蛋白免疫印迹技术检测对照组,D-gal组和自然衰老的星形胶质细胞中,葡萄糖转运体-1(GLUT-1)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸转运蛋白-1(GLT-1)、γ氨基丁酸受体2(GABABR2)蛋白表达,以及经典信号通路PI3K/AKT/GSK3β上的各蛋白表达情况,并将这三组细胞蛋白表达情况进行比较。
10.本试验研究应用到的统计分析均由SPSS20.0统计软件进行统计,P<0.05时可认为有统计学意义。
结果
1.在D-gal诱导和自然衰老的星形胶质细胞中,线粒体膜电位下降与线粒体呼吸损伤均有发生。
2.在D-gal诱导和自然衰老的星形胶质细胞中,线粒体相关代谢酶IDH3、SDH、MDH2表达下降;PDHB表达几乎不变;ISCU表达在自然衰老的星形胶质细胞中显著上调,但在D-gal诱导的衰老星形胶质细胞中下调。
3.自然衰老的星形胶质细胞中基础糖酵解能力(ECAR)、细胞外乳酸水平显著增加,而D-gal诱导的衰老星形胶质细胞则减少;LDH四种同工酶的总量、GLUT-1的表达水平在自然衰老的星形胶质细胞中均显著降低,而D-gal诱导的衰老星形胶质细胞几乎没有变化。
4.在D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞中,谷氨酸清除率与谷氨酰胺释放降低,GLT-1和GS蛋白表达水平减少;青年与衰老星形胶质细胞的细胞活力均下降。
5.促进GS稳定表达的GABABR2在D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞中表达水平下降。
6.与对照组星形胶质细胞相比,在自然衰老的星形胶质细胞中PI3K,p-AKT,AKT和p-GSK3β的表达水平显著降低,而在D-gal诱导的衰老星形胶质细胞中只有PI3K和p-AKT减少。
结论
1.D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞中线粒体活性降低。
2.自然衰老的星形胶质细胞中基础糖酵解增加,而D-gal诱导的衰老星形胶质细胞中基础糖酵解减少。
3.D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞中GLT-1和GS减少。
4.D-gal诱导的和自然衰老的星形胶质细胞在能量代谢和谷氨酸-谷氨酰胺代谢循环中的变化和机制并不完全一致。