[摘要] 目的 探討反式白藜蘆醇(TR,Trans-Resveratrol)對Aβ25-35損傷大鼠海馬NMDA受體NR1、NR2A亞基表達的影響。方法 選擇經(jīng)莫式水迷宮(MWM)訓練合格的大鼠,隨機分為6組:假手術組;模型組;TR高劑量組、TR中劑量組、TR低劑量組、安理申對照組。模型組通過在大鼠海馬內(nèi)注射Aβ25-35制模獲得,在模型組基礎上分別用TR高、中、低劑量TR干預獲得TR高劑量組、TR中劑量組、TR低劑量組,同時用安理申干預獲得安理申對照組,每組6只,采用實時聚合酶鏈反應法(real time PCR)檢測6組大鼠海馬NMDA受體NR1、NR2A表達。 結果 在MWM中模型組逃避潛伏期比TR高、中、低劑量組、安理申組和假手術組明顯延長,各組NMDA受體NR1表達分別為(0.14±0.04), (1.51±0.54), (0.22±0.06), (0.37±0.08,0.61) ± 0.15)(LOW),(0.97±0.16)(安理申)。各組NMDA受體NR2A表達分別為(0.12±0.07)、(1.72±0.34)、(0.16±0.06)、(0.21±0.08)、(0.52±0.15)、(0.67±0.16)。結論 TR可能有下調海馬NMDAR1 、NMDAR2A受體表達,從而減少海馬細胞凋亡的作用。
[關鍵詞] 反式白藜蘆醇;癡呆;大鼠;NMDA受體
[中圖分類號] R725 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742(2014)09(c)-0011-03
海馬是學習記憶的重要腦區(qū),是邊緣系統(tǒng)的一個部分[1]。NMDA受體是谷氨酸受體的一種亞型,參與形成突觸傳遞的長時增強過程,參與調解神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育,同時在癲癇、腫瘤等多種重要過程中發(fā)揮重要作用[2-3]。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的NMDA受體多達7種,包括NR1、NR2(A、B、C和D4種)、NR3(A、B2種),NR2各亞單位之間具有很好的相似性,一般將其分為2種亞群[4]。研究表明,反式白藜蘆醇(Trans-Resveratrol, TR)具有一定的抗氧化作用,在防止高血壓、動脈硬化及提高機體免疫力方面有較好的效果[5]。
研究發(fā)現(xiàn),利用基因敲除技術敲除NR1基因后,小鼠CA1區(qū)NMDA受體興奮性突觸后電位消失,癡呆大鼠的海馬突觸傳遞發(fā)生改變,其海馬的NR2A表達輕度上調,NR1表達明顯上調。經(jīng)TR干預后海馬及附近腦組織NR1、NR2A表達均下調[9]。因此,我們使用顱鉆鉆孔微注棒Aβ25-35注射損傷雙側大鼠海馬[7-8] ,注射TR后,觀察其對癡呆大鼠保護的效果,并檢測NMDA受體NR1、NR2A的表達情況,以探求臨床上癡呆病人理想藥物治療的實驗研究方法,現(xiàn)報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
實驗用36只雄性大鼠為本單位實驗動物研究中心提供,體重208~225 g,平均體重215 g。反式白藜蘆醇(TR)粉劑購自西安林禾生物技術有限公司??辔端豳徸陨ど锕こ蹋ㄉ虾#┯邢薰?,鹽酸多奈哌齊(安理申)購自衛(wèi)材(中國)藥業(yè)有限公司,Aβ25-35購自SIGMA公司,逆轉錄試劑、熒光液Green Supermix等PCR試劑購自生工生物工程(上海)有限公司。
1.2 儀器
冷凍離心機(德國5417R)、紫外可見分光光度計(TU-1810)、湘儀 H1650-W離心機,Thermo Piko Real 96 Real-time system實時PCR儀,Bioer XP Cycler普通PCR儀、雙臂腦立體定位儀(68002型RWD life science co)、顱鉆(78001型)、超微量注射棒、Morris水迷宮等。
1.3 動物模型制備
選擇經(jīng)莫式水迷宮(MWM)訓練合格的大鼠,隨機分為6組:假手術組;模型組;TR高劑量組、TR中劑量組、TR低劑量組、安理申對照組。模型組通過在大鼠海馬內(nèi)注射Aβ25-35制模獲得,在模型組基礎上分別用TR高、中、低劑量TR干預獲得TR高劑量組、TR中劑量組、TR低劑量組,同時用安理申干預獲得安理申對照組。
1.4 NMDA受體NR1、NR2A表達檢測
利用RT-PCR檢測NMDA受體NR1、NR2A的表達,方法參照檢測試劑盒進行,PCR反應條件采用兩步法進行,具體步驟為:95 ℃,3 min; 65 ℃,3 min。
1.5 統(tǒng)計方法
應用SPSS18.0統(tǒng)計軟件分析所有數(shù)據(jù),計量資料以(x±s)表示,組間比較用Levene 檢驗分析。
2 結果
2.1 各組NMDA受體NR1、NR2A表達
各組NRI及NR2A的表達結果見表1,與模型組相比,各組NR1及NR2A的表達差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),且高劑量組反式白藜蘆醇干預組的NR1的表達明顯減少,與中、低劑量反式白藜蘆醇干預組相比效果好。
表1 NMDAR1在各組的表達(x±s)
■
注:*與模型組比較差異有統(tǒng)計學意義,P<0.05。
2.2 TR各劑量組海馬凋亡細胞病理觀察
TR各劑量組海馬凋亡細胞病理切片結果如圖1所示,TR高劑量組海馬的凋亡細胞數(shù)明顯低于TR低劑量組、對照組及模型組,TR低劑量組海馬凋亡細胞數(shù)相對對照組及模型組較少。
■
圖1 各組海馬的凋亡細胞觀察
A:TR高劑量組海馬的凋亡細胞
B:TR低劑量組海馬的凋亡細胞
C:正常對照組海馬的凋亡細胞
D:模型組海馬的凋亡細胞
3 討論
海馬是人類腦部的重要區(qū)域,具有調解神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育的重要作用,是邊緣系統(tǒng)的一個部分,海馬受損是引起阿爾茨海默病的主要病因[6-7]。
NMDA受體是谷氨酸受體的一種亞型,參與形成突觸傳遞的長時增強過程,研究發(fā)現(xiàn)當海馬神經(jīng)元突觸內(nèi)NMDA受體被阻斷時,細胞變性死亡將會增加[8-10]。海馬中主要表達的NMDA受體有NR1和NR2A,NR1可以在細胞中單獨表達有功能的同聚受體,但對激動反應很小,NR2A不能單獨形成有功能的通道,只有和NR1組合才能表現(xiàn)活性,并使后者反應明顯加強,所以把NR1、NR2A放一起研究并起互相印證的作用[11-13],研究發(fā)現(xiàn),谷氨酸可能在神經(jīng)病理變化及癡呆癥狀中起重要作用,在有癡呆的大鼠甘氨酸結合能力降低,提示NMDA受體的功能缺損,Lu等[15]采用免疫印跡法分析AD 患者死后腦NR1下降39% ,NR2B下降40%,提示NMDA受體的功能缺失后, AD患者嗅內(nèi)皮質中NR1mRNA含量較正常人下降34%,而用用高壓液相色譜分析腦組織標本中的右旋- 天冬氨酸含量發(fā)現(xiàn)[16] AD患者的天冬氨酸較相同年齡正常對照組下降,但在神經(jīng)病理變化較小的小腦中無明顯變化,這些說明右旋-天冬氨酸的降低可能參與NMDA受體功能下調及記憶喪失的過程。Hasanein等[17]則發(fā)現(xiàn)AD患者神經(jīng)受損區(qū)具有特異性,Aβ25-35 在AD患者腦內(nèi)堆集、產(chǎn)生神經(jīng)毒性可能是通過NMDA受體促進氧自由基的生成所引起的[18],所以該實驗通過檢測NMDA受體含量變化,推測抗氧化藥物白藜蘆醇是否對癡呆大鼠有作用,結果發(fā)現(xiàn)隨著TR劑量的增加,海馬組織NMDA受體的表達減少,癡呆癥狀有所改善,TR對癡呆大鼠海馬起到保護作用,TR對大腦海馬的保護作用可能是通過下調海馬中NMDA受體NR1及N2A的表達完成的,但其具體作用機制還需要進一步研究發(fā)現(xiàn)。
[參考文獻]
[1] 王燕.白藜蘆醇的生物學功能及其應用前景[J].中國飼料, 2006(16):22-24.
[2] Muralidharan P, V.R. Kumar and G. Balamurugan, Protective effect of Morinda citrifolia fruits on beta-amyloid (25-35) induced cognitive dysfunction in mice: an experimental and biochemical study[J].Phytother Res, 2010,24(2): 252-258.
[3] Danysz W.CG Parsons, Alzheimer's disease, beta-amyloid, glutamate, NMDA receptors and memantine--searching for the connections[J].Br J Pharmacol, 2012,167(2):324-352.
[4] Liu Z.NR2B-containing NMDA receptors expression and their relationship to apoptosis in hippocampus of Alzheimer's disease-like rats[J].Neurochem Res, 2012,37(7): 1420-1427.
[5] Adams, M.M., J.H. Morrison and A.C. Gore, N-methyl-D-aspartate receptor mRNA levels change during reproductive senescence in the hippocampus of female rats[J].Exp Neurol, 2001,170(1): 171-179.
[6] 劉小莉,陳虹.阿爾茨海默病動物模型研究概況[J].山東醫(yī)藥, 2007(11):76-77.
[7] 楊曉娟.新型復合式老年癡呆動物模型的建立[J].中西醫(yī)結合心腦血管病雜志, 2006(4):318-320.
[8] 陳怡,李明,王慶山.白藜蘆醇對中樞神經(jīng)系統(tǒng)保護作用的研究進展[J].武警醫(yī)學, 2006(10): 780-782.
[9] 李明.白藜蘆醇抑制大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元放電(英文)[J].生理學報, 2005(3):355-360.
[10] 林奕斌, 趙同軍,展永.N-甲基-D-天氡氨酸受體的分子結構與生理功能[J].生物學雜志, 2007(1):1-4.
[11] Lipton S A. The molecular basis of memantine action in Alzheimer's disease and other neurologic disorders: low-affinity, uncompetitive antagonism[J].Curr Alzheimer Res, 2005,2(2):155-165.
[12] 黃春桃, 吳錫南,劉蘋.N-甲基-D-天冬氨酸受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究進展[J].中國行為醫(yī)學科學, 2006(4):377-378.
[13] Vanhoutte P,H Bading.Opposing roles of synaptic and extrasynaptic NMDA receptors in neuronal calcium signalling and BDNF gene regulation[J].Curr Opin Neurobiol, 2003,13(3):366-371.
[14] Shankar G M.Natural oligomers of the Alzheimer amyloid-beta protein induce reversible synapse loss by modulating an NMDA-type glutamate receptor-dependent signaling pathway[J].J Neurosci,2007,27(11):2866-2875.
[15] Lu L. Differential long-term neuroadaptations of glutamate receptors in the basolateral and central amygdala after withdrawal from cocaine self-administration in rats[J].J Neurochem, 2005,94(1):161-168.
[16] Hosoya K. Blood-brain barrier produces significant efflux of L-aspartic acid but not D-aspartic acid: in vivo evidence using the brain efflux index method[J].J Neurochem, 1999,73(3):1206-1211.
[17] Hansen H H.Mechanisms leading to disseminated apoptosis following NMDA receptor blockade in the developing rat brain[J].Neurobiol Dis,2004,16(2): 440-453.
(收稿日期:2014-06-24)