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目的:本实验旨在研究脂联素基因转染的内皮祖细胞(Adiponectin gene transfectedendothelialprogenitorcells,APN-EPCs)移植对D-半乳糖(D-galactose, D-gal)诱导的衰老大鼠认知功能的作用,并探讨其可能的作用机制。
方法:采用密度梯度离心法,自4周龄雄性SD大鼠的新鲜骨髓分离出单个核细胞,培养得到内皮祖细胞(Endothelial progenitor cells, EPCs),并将其随机分为2组:EPCs组和APN-EPCs组,通过慢病毒载体对APN-EPCs组的内皮祖细胞转染脂联素(Adiponectin,APN)基因,得到脂联素基因转染的内皮祖细胞。8周龄雄性SD大鼠48只,随机分为4组:对照组(n=12)、模型组(n=12)、EPCs治疗组(n=12)、APN-EPCs治疗组(n=12),模型组、治疗组大鼠按100mg/kg/d的剂量腹腔注射D-半乳糖溶液制备衰老大鼠模型,对照组每天给予同等剂量的生理盐水腹腔注射,持续6周。造模完成后经尾静脉给予EPCs治疗组及APN-EPCs治疗组0.5mlEPCs及APN-EPCs细胞悬液(4×106/ml),给予对照组及模型组同等剂量的PBS缓冲液。细胞移植后第9天,对所有大鼠进行为期6天的Morris水迷宫行为测试,观察并记录大鼠的运动轨迹、时间及穿越平台次数;细胞移植后第14天,对各组大鼠行Westernblot检测促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α,血脑屏障紧密连接相关蛋白claudin-5、occludin、zo-1水平;CD31免疫荧光染色检测大鼠海马区微血管密度;TUNNEL染色检测大鼠海马区细胞凋亡率;免疫组化检测大鼠海马区星型胶质细胞活化指标GFAP水平。
结果:在Morris水迷宫检测中,模型组的衰老大鼠的空间学习和记忆能力较对照组、APN-EPCs治疗组、EPCs治疗组大鼠明显下降,APN-EPCs治疗组大鼠认知功能明显得到改善(P<0.05);CD31+免疫荧光染色中,模型组海马区微血管密度低于其余各组,APN-EPCs治疗明显增加了衰老海马区微血管密度(P<0.05);TUNEL染色中,APN-EPCs治疗组细胞凋亡率较其余各组明显减少(P<0.05);免疫组化染色中,模型组GFAP表达较其余各组明显增高,APN-EPCs治疗明显降低了衰老大鼠GFAP水平(P<0.05);Western-blot检测中,模型组促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α较其余各组表达增加,血脑屏障紧密连接相关蛋白claudin-5、occludin、zo-1较其余各组表达减少,APN-EPCs治疗后显著减少了衰老大鼠的神经炎症和血脑屏障功能(P<0.05)。
结论:APN-EPCs通过修复损伤血管、减少神经炎症,对D-半乳糖诱导的衰老大鼠神经结构的损伤和认知功能障碍有改善作用。
方法:采用密度梯度离心法,自4周龄雄性SD大鼠的新鲜骨髓分离出单个核细胞,培养得到内皮祖细胞(Endothelial progenitor cells, EPCs),并将其随机分为2组:EPCs组和APN-EPCs组,通过慢病毒载体对APN-EPCs组的内皮祖细胞转染脂联素(Adiponectin,APN)基因,得到脂联素基因转染的内皮祖细胞。8周龄雄性SD大鼠48只,随机分为4组:对照组(n=12)、模型组(n=12)、EPCs治疗组(n=12)、APN-EPCs治疗组(n=12),模型组、治疗组大鼠按100mg/kg/d的剂量腹腔注射D-半乳糖溶液制备衰老大鼠模型,对照组每天给予同等剂量的生理盐水腹腔注射,持续6周。造模完成后经尾静脉给予EPCs治疗组及APN-EPCs治疗组0.5mlEPCs及APN-EPCs细胞悬液(4×106/ml),给予对照组及模型组同等剂量的PBS缓冲液。细胞移植后第9天,对所有大鼠进行为期6天的Morris水迷宫行为测试,观察并记录大鼠的运动轨迹、时间及穿越平台次数;细胞移植后第14天,对各组大鼠行Westernblot检测促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α,血脑屏障紧密连接相关蛋白claudin-5、occludin、zo-1水平;CD31免疫荧光染色检测大鼠海马区微血管密度;TUNNEL染色检测大鼠海马区细胞凋亡率;免疫组化检测大鼠海马区星型胶质细胞活化指标GFAP水平。
结果:在Morris水迷宫检测中,模型组的衰老大鼠的空间学习和记忆能力较对照组、APN-EPCs治疗组、EPCs治疗组大鼠明显下降,APN-EPCs治疗组大鼠认知功能明显得到改善(P<0.05);CD31+免疫荧光染色中,模型组海马区微血管密度低于其余各组,APN-EPCs治疗明显增加了衰老海马区微血管密度(P<0.05);TUNEL染色中,APN-EPCs治疗组细胞凋亡率较其余各组明显减少(P<0.05);免疫组化染色中,模型组GFAP表达较其余各组明显增高,APN-EPCs治疗明显降低了衰老大鼠GFAP水平(P<0.05);Western-blot检测中,模型组促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α较其余各组表达增加,血脑屏障紧密连接相关蛋白claudin-5、occludin、zo-1较其余各组表达减少,APN-EPCs治疗后显著减少了衰老大鼠的神经炎症和血脑屏障功能(P<0.05)。
结论:APN-EPCs通过修复损伤血管、减少神经炎症,对D-半乳糖诱导的衰老大鼠神经结构的损伤和认知功能障碍有改善作用。