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目的: 1.建立D-半乳糖(D-galactose,D-gal)诱导星形胶质细胞体外快速衰老模型,并利用D-半乳糖诱导小鼠衰老模型,分析脑衰老过程中的代谢改变情况。 2.利用衰老的星形胶质细胞建立氧糖剥夺/复灌(OGD/recovery)损伤模型,模拟脑卒中病理进程,并分析肌肽在这个过程中的作用机制。 方法: 1.使用β-半乳糖苷酶染色筛选建模条件,并通过光镜、电镜检查及免疫荧染色进一步检测细胞衰老相关改变。 2.通过MTT比色法与线粒体膜电位检测试剂盒(JC-1),比较正常与衰老星形胶质细胞线粒体功能与膜电位上的差异。 3.使用RT-PCR与western blot技术,分别从基因与蛋白水平,检测衰老星形胶质细胞内谷氨酰胺合成酶(GS)含量的变化。 4.使用MTT比色法与Hochest33342和PI核荧光双染法,分析衰老星形胶质细胞对谷氨酸兴奋性毒性的耐受程度。 5.通过1H NMR技术分析正常小鼠与D-gal诱导衰老小鼠大脑皮层内主要代谢物质的浓度改变情况,并进一步通过RT-PCR技术,检测相关机制。 6.使用MTT比色法,选择衰老星形胶质细胞急性缺糖缺氧模型条件(4h、8h);进而建立衰老星形胶质细胞氧糖剥夺/复灌24h模型,模拟衰老星形胶质细胞脑卒中过程。 7.在OGD结束后,复灌同时加入不同浓度肌肽(1mM、3mM、5mM),并使用LDH检测试剂盒,分析肌肽在衰老星形胶质细胞氧糖剥夺/复灌模型中的保护作用及最佳作用浓度。 8.使用western blot技术,检测正常与衰老星形胶质细胞,在经过急性缺糖缺氧损伤以及氧糖剥夺/复灌处理后,GS含量的变化情况,从而分析正常与衰老星形胶质细胞在脑卒中病理过程中的异同点。 9.使用western blot技术,分析衰老星形胶质细胞OGD8h/recovery24h过程中,肌肽对GS含量的调节作用及作用机制。 结果: 1.星形胶质细胞使用含D-gal(55mM)的细胞培养液处理1周后,β-半乳糖苷酶染色阳性,并且出现星形胶质细胞衰老样特征。 2.与未暴露于D-gal中的正常星形胶质细胞相比,D-gal处理组的衰老星形胶质细胞线粒体活性降低,同时伴随线粒体膜电位的下降。 3.D-gal诱导衰老的星形胶质细胞中,GS表达量降低。另外,脑衰老小鼠模型中,GS表达量同样降低。 4.星形胶质细胞持续72h暴露于10mM谷氨酸中,将出现损伤,并且D-gal诱导衰老组细胞损伤程度最为严重。 5.1H NMR结果显示,D-gal诱导衰老组的小鼠脑内谷氨酸与牛磺酸浓度,显著高于注射生理盐水的对照小鼠;而琥珀酸、谷氨酰胺、丙氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸及胆碱的水平,显著低于注射生理盐水的对照组。另外,两组间N-乙酰天冬氨酸、乳酸、GABA、肌酸、肌醇水平相近。 6.LDH释放实验结果显示,衰老星形胶质细胞经过氧糖剥夺/再灌注处理后,细胞损伤程度较重,而预先加入3mM肌肽对细胞保护作用明显。 7.急性缺糖缺氧时,正常年轻星形胶质细胞与衰老星形胶质细胞GS含量均降低。但在氧糖剥夺/复灌损伤过程中,正常星形胶质细胞GS含量能够自行回调,而D-gal组细胞GS含量却进一步降低。 8.预先加入肌肽,可以上调衰老星形胶质细胞氧糖剥夺/复灌后GS的表达量,而这种上调作用,在加入PKC广谱抑制性药物BISⅡ后消失。 结论: 1.D-gal可以诱导星形胶质细胞出现衰老样特征,因此我们成功建立起一种快速、有效的诱导星形胶质细胞体外衰老方法。 2.D-gal诱导衰老的星形胶质细胞,线粒体活性降低并伴随线粒体膜电位降低。 3.GS是参与星形胶质细胞体内与体外衰老过程的关键酶,同时衰老星形胶质细胞氧糖剥夺/复灌损伤过程也与GS密切相关。 4.衰老星形胶质细胞氧糖剥夺/复灌损伤过程中,肌肽具有保护作用,并能够上调GS表达,而这种上调作用与PKC通路相关。