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阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)是一种在老年期发生的以进行性痴呆为主要特征的神经系统退行性疾病.AD特征性的病理改变是脑内出现老年斑和神经原纤维缠结,并伴有突触和神经元缺失.Aβ是构成AD特征性病理改变老年斑核心的主要物质.研究证明Aβ是各种原因诱发AD的共同通路,是AD形成和发展的关键因素.聚合态Aβ对神经元有广泛的毒性作用,可诱导神经细胞凋亡.人参具有大补元气的功用,已有研究表明,人参总皂甙及单体具有改善学习记忆功能及抑制神经细胞凋亡的作用,其作用类似于神经生长因子.作者利用从人参总皂甙中提取的人参二醇,以Aβ损伤胎鼠皮质神经元细胞,观察人参二醇对Aβ损伤的胎鼠皮质神经元的保护作用.目的:研究β-淀粉样蛋白(Aβ<,1-40>)对原代培养胎鼠皮质神经元的毒性作用及人参二醇对Aβ<,1-40>毒性的拮抗作用。
方法:
1.随机选取体外培养7d的的胎鼠皮质神经元,经不同浓度已老化处理的Aβ<,1-40>慢性作用后,观察神经元形态变化;通过四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色实验和利用乳酸脱氢酶测定试剂盒检测Aβ<,1-40>对神经元存活率和细胞内乳酸脱氢酶(LDH)释放的影响.
2.选择相同的观察指标,以人参二醇为保护因素,观察人参二醇预作用24小时后神经元对β<,1-40>损伤的抵抗作用.1.皮质神经元经3、6、12gmol/L的Aβ<,1-40>作用24h后,神经元形态、存活率和乳酸脱氢酶(LDH)的释放量均发生了变化,神经元生长状态不良;各组细胞MTTLL色实验所测得的在570nm处的光吸收值(OD值)分别为0.686±0.036、0.440±0.056、0.196±0.040;各组细胞培养液中乳酸脱氢酶(LDH)的浓度值分别为(265.7±25.1)U/gprot、(351.5±42.1)U/gprot、(557.8±25.8)U/gprot.随着A浓度的增加,OD值减小,LDH的释放量增加,与空白对照组相比,这两项指标在Aβ<,1-40>较高剂量组(6、12μmol/L)有明显统计学意义(均P<0.01),低剂量组(3μmol/L)也有统计学意义(p<0.05).2.神经元经终浓度分别为10、20、40mg/L的人参二醇预处理24小时后,再加入12μmol/L的Aβ<,1-40>处理48小时,测得它们的在570nm处的OD值分别为0.239±0.027、0.412±0.052、0.686±0.022;LDH的浓度值分别为(549.9±17.4)U/gprot、(447.37±23.6)U/gprot、(285.3±44.9)U/gprot.而只加入12μmol/L的Aβ<,1-40>组的神经细胞的OD值和LDH的浓度值分别为0.215±0.014和(569.9±18.6)U/gprot.与只加入12μmol/L的Aβ<,1-40>组相比,这两项指标在人参二醇的较高剂量组(20、40mg/L)有明显统计学意义(均P<0.01),低剂量组(10mg/L)也有统计学意义(P<0.05).且神经元的状态也较只加入12μmol/L的Aβ<,1-40>组的好,细胞形态基本完整.
讨论:
1.AD细胞模型的制作自从1990年Yankner首先证实合成的Ap对培养大鼠海马神经元有毒性作用以来,体外培养的细胞模型以其简便、实用的优点被广泛用来研究Ap的神经毒性机制.分析Ap毒性机制的典型指标包括神经元形态观察、细胞存活增值程度及LDH释放实验等.LDH是细胞内标志性酶,其化学和生物性质十分稳定.通常情况下LDH的漏出很少,LDH的释放与细胞膜的完整性相关,且释放量与细胞受损程度呈正相关.通过测定培养液中的LDH的活力变化,可间接反映Aβ对神经细胞的毒性作用及药物抗Aβ神经毒性的能力.我们利用Aβ<,1-40>造模的结果提示:一定浓度的Aβ<,1-40>组的神经元形态学改变明显,细胞状态差,突起回缩甚至脱落崩解:存活率降低;LDH的释放量增加,可间接提示细胞模型的成功.
2.Alzheimer病和AB蛋白已有研究证实:聚合态的Aβ,可侵犯脑内某些与智力有关的特定结构,如海马和一些皮质区域等,出现大量的神经原纤维淀粉样变性和老年斑和颗粒空泡变性为主体的病理改变,甚至可能导致神经元的缺失.所以保护神经元免受Ap的神经毒性可能是防治AD的有效手段之一.本研究结果显示:人参二醇可以对抗Ap对神经元的毒性作用,保护神经元细胞.
3.Alzheimer{芮的治疗虽然AD的确切病因不明,但Aβ假说认为,Aβ启动了AD的发病过程,并在其发生、发展中起关键作用.据此学者提出减少Aβ生成、防止Aβ聚集和形成纤丝、增加Aβ降解或清除,总之就是尽量减轻Aβ产生的神经毒性作用.我们的研究证明,人参二醇可以对抗Aβ引起的神经元形态的改变,提高神经元的存活率,并保护神经元的细胞膜,降低标志性酶乳酸脱氢酶的释放.这说明人参二醇对Aβ介导的神经元病理细胞模型有一定的保护作用,为临床人参二醇治疗AD的可能性,提供了实验依据.
结论:
1.一定浓度的聚合态的Ap<,1-40>可以引起培养的皮质神经元形态改变和存活率下降以及培养液中乳酸脱氢酶的浓度升高;一定浓度的聚合态的AD<,1-40>对神经细胞有明确的毒性作用,且其毒性强弱有剂量依赖性.
2.人参二醇有对抗Ap<,1-40>引起的神经细胞形态改变、存活率下降以及LDH的释放量增加的作用.