葉 俊 陳 敏 黃雪芳 劉承偉
(桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院急診科,廣西 桂林 541004)
帕金森病(PD)是中老年人常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病,其發(fā)病機(jī)制至今尚未闡明,在早期如何通過(guò)一系列的干預(yù)手段預(yù)防或延緩PD的發(fā)生發(fā)展則具有重大意義。目前傾向于認(rèn)為氧化應(yīng)激水平的提高是PD重要的病理生理機(jī)制之一〔1~3〕。在氧化應(yīng)激時(shí),與幼年動(dòng)物相比,老年動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的損傷更敏感,并且動(dòng)物暴氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí)所導(dǎo)致的酶學(xué)改變與衰老時(shí)變化相似。綠茶多酚(GTPs)是一種抗氧化劑,是綠茶中所提取的多酚類化合物,含豐富的兒茶素,其中以表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)含量最多,占兒茶素含量的50%~60%,被認(rèn)為是GTPs的主要活性物質(zhì),具有抗氧化、清除自由基的積極作用〔4,5〕,在許多神經(jīng)變性疾病中顯示出神經(jīng)保護(hù)作用。本研究以神經(jīng)毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP)注射C57BL/6J老年小鼠建立PD模型,研究預(yù)防性GTPs干預(yù)是否存在對(duì)PD老年模型多巴胺能神經(jīng)元存在更好的保護(hù)和修復(fù)作用并進(jìn)一步探討其可能作用機(jī)制。
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康雄性C57BL/6J小鼠,SPF級(jí),18月齡60只,體重20~25 g,由北京華阜康生物科技股份有限公司提供,許可證編號(hào):SCXK(京)2009-0004;飼養(yǎng)條件:桂林醫(yī)學(xué)院SPF級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)室,許可證號(hào):SYXK桂2007-0001。飼以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供的飼料(成分為大米粉、玉米粉、魚(yú)粉等)。自由攝食、飲水,適應(yīng)環(huán)境1 w后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室溫度25℃~28℃,通風(fēng)、自然采光。
1.2主要試劑 GTPs,由浙江東方茶業(yè)科技有限公司提供, 生產(chǎn)批號(hào)為20070518, GTPs純度100%,其中EGCG 含量為70.75%。MPTP購(gòu)自Sigma公司。兔抗酪氨酸羥化酶抗體(TH)由Bioworld 公司提供,超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒和丙二醛(MDA)試劑盒均購(gòu)自南京建成公司。其他試劑均為國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口分析純。
1.3動(dòng)物分組及處理 隨機(jī)分成預(yù)防組、MPTP組、治療組和空白對(duì)照組,各組均為15只。MPTP處理方式為腹腔注射MPTP(30 mg/kg),1次/d,連續(xù)7 d;GTPs干預(yù)方式為在小鼠飲水中摻入GTPs,濃度為0.1%(W/V)。
模型組:每日上午MPTP處理。預(yù)防組:注射MPTP前3個(gè)月開(kāi)始GTPs干預(yù)MPTP處理。治療組:MPTP處理后開(kāi)始GTPs干預(yù)3個(gè)月??瞻讓?duì)照組:腹腔注射同體積的生理鹽水,連續(xù)7 d。
1.4黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元數(shù)目測(cè)定 各組動(dòng)物各取7只進(jìn)行免疫組織化學(xué)方法測(cè)定黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元數(shù)目。麻醉動(dòng)物后以4%多聚甲醛經(jīng)心灌注斷頭取腦后固定,常規(guī)脫水,石蠟包埋,連續(xù)冠狀切片(片厚4 μm),隔三取一,后行TH染色:二甲苯梯度脫蠟,無(wú)水乙醇,95%乙醇,蒸餾水進(jìn)行水化處理,0.01 mol/L PBS洗3次;切片甩干,用免疫組化專用油筆在腦切片周圍畫(huà)圈;3%過(guò)氧化氫室溫孵育30 min;0.01 mol/L PBS洗3次;加封閉液室溫20 min;加TH(1∶200)4℃過(guò)夜; 0.01 mol/L PBS洗3次;加二抗(1∶200)室溫,2 h孵育;0.01 mol/L PBS洗3次;加鏈霉親和素標(biāo)記的辣根過(guò)氧化物酶(1∶100),室溫1 h。DAB液顯色3~10 min;PBS終止反應(yīng);蘇木素復(fù)染5 min;梯度酒精脫水,中性樹(shù)脂封片。
1.5SOD和MDA水平測(cè)定 各組動(dòng)物各取8只進(jìn)行SOD和MDA水平測(cè)定。小鼠迅速斷頭取腦,冰上分離中腦腹側(cè)組織,吸干稱重后置于勻漿器內(nèi)充分勻漿,低溫 14 000 r/min離心30 min,參照試劑盒說(shuō)明書(shū)分別測(cè)定氧化應(yīng)激標(biāo)志物SOD和脂質(zhì)過(guò)氧化物MDA水平。
2.1黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元計(jì)數(shù)結(jié)果 TH陽(yáng)性神經(jīng)元胞體聚集于黑質(zhì)致密區(qū)(SNc),突起密集分布于黑質(zhì)網(wǎng)質(zhì)區(qū)(SNr)。與空白對(duì)照組TH陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量(235±22.5)比較,預(yù)防組(201±20.5)、治療組(185±21.9)、MPTP組(150±23.2)均明顯降低(P<0.01),但預(yù)防組降低幅度最小。見(jiàn)圖1。
圖1 小鼠腦組織黑質(zhì)TH疫組織化學(xué)染色(×100)
2.2SOD和MDA水平測(cè)定 MPTP組、預(yù)防組和治療組SOD水平均較空白對(duì)照組降低(P<0.01),而MDA水平則相反(P<0.01),變化幅度預(yù)防組<治療組 表1 各組SOD和MDA測(cè)定結(jié)果 PD是與衰老密切相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,平均發(fā)病年齡為60周歲,故而本實(shí)驗(yàn)選擇老年動(dòng)物建立模型,力求最大限度接近PD真實(shí)的發(fā)病背景。衰老與氧化應(yīng)激反應(yīng)之間的密切關(guān)系已被許多實(shí)驗(yàn)所研究并證實(shí)。衰老是由于自由基進(jìn)攻細(xì)胞,過(guò)度氧化所致。隨著年齡增長(zhǎng)自由基清除劑活性下降,大量有害自由基會(huì)破壞組織細(xì)胞,組織器官的機(jī)能逐步發(fā)生紊亂及障礙,過(guò)多的活性氧自由基就會(huì)有破壞行為,導(dǎo)致人體正常細(xì)胞和組織的損壞,心臟病、老年癡呆癥、PD和腫瘤等疾病就會(huì)接踵而來(lái)。 以MPTP成功誘導(dǎo)C57BL/6J老年小鼠建立經(jīng)典的亞急性PD模型后用GTPs進(jìn)行干預(yù),發(fā)現(xiàn)GTPs能夠有效減少M(fèi)PTP造成的黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元的丟失、降低SOD及提高M(jìn)DA水平和活性,增加抗氧化能力,尤其是在損傷前使用GTPs干預(yù)的預(yù)防組各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于GTPs后處理的治療組。 PD特征性病理變化為黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的大量變性缺失,當(dāng)達(dá)到60%~80%水平時(shí)就會(huì)出現(xiàn)靜止性震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩等典型癥狀。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用GTPs干預(yù)后證實(shí)GTPs能夠減少多巴胺能神經(jīng)元的缺失起到保護(hù)作用,而在損傷前進(jìn)行預(yù)防性用藥則能達(dá)到更佳效果。PD發(fā)病機(jī)制至今不甚明了,但是隨年齡增長(zhǎng)同時(shí)升高的氧化應(yīng)激水平已為大多數(shù)學(xué)者所關(guān)注和認(rèn)同的研究熱點(diǎn)〔6〕??寡趸穷A(yù)防衰老的重要步驟,因?yàn)樽杂苫蜓趸瘎?huì)將稀薄的組織分解,影響代謝功能,并會(huì)引起不同的健康問(wèn)題。 SOD和MDA等抗氧化指標(biāo)的測(cè)定是研究氧化應(yīng)激水平的常用手段。EGCG是GTPs的重要活性成分,主要以原型存在于血液和靶器官中,且能夠通過(guò)血腦屏障(BBB)進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)〔7〕,成為其發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的前提。預(yù)防性使用GTPs,將整體內(nèi)環(huán)境包括神經(jīng)系統(tǒng)在內(nèi)的抗氧化能力和清除自由基的功能〔8〕在病變之前先提升到更高水平或減少由衰老所致過(guò)多的氧自由基,降低體內(nèi)自由基水平,同時(shí)促進(jìn)內(nèi)源性抗氧化酶如SOD的生成,從而提高發(fā)生病理改變的閾值,在同等的致病條件下能降低被損傷程度和范圍,最大限度的保護(hù)包括黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元在內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng),其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于病變之后的治療性用藥的神經(jīng)修復(fù)作用。外源性補(bǔ)充GPTs,通過(guò)抗氧化、抗炎等廣泛的生物活性途徑對(duì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行保護(hù)和修復(fù),作為防治PD及其他神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病可能的安全的潛在性途徑,具有良好的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。 4 參考文獻(xiàn) 1ChenWQ,Zhao XL,Hou Y,etal.Protective effects of green tea polyphenols on cognitive impairments induced by psychological stress in rats〔J〕.Behav Brain Res,2009;202(1):71-6. 2Avila I,Reilly MP,Sanabria F,etal.Modeling operant behavior in the Parkinsonian rat〔J〕.Behav Brain Res,2009;198(2):298-305. 3Sanyal J,Bandyopadhyay SK,Banerjee TK,etal.Plasma levels of lipid peroxides in patients with Parkinson ′s disease〔J〕.Eur Rev Med Pharmacol Sci,2009;13(2):129-32. 4Guo Q,Zhao B,Li M,etal.Studies on protective mechanisms of four components of green tea polyphenols against lipid peroxidation in synaptosomes〔J〕.Biochim Biophys Acta,1996;1304(3):210-22. 5Nanjo F,Goto K,Seto R,etal.Scavenging effects of tea catechins and their derivatives on 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical〔J〕.Free RadBiol Med,1996;21(6):895-902. 6Raut A,Ratk A.Oxidative damage and sensitivity to nociceptive stimulus and opioids in aging rats〔J〕.Neurobiol Aging,2009;30 (6):910-9. 7Abdelmohsen MM,Kuhnle G,Rechnner AR,etal.Uptake and metabolism of epicatechin and its access to the brain after oral ingestion〔J〕.Free Radic Biol Med,2002;33(12):1693-702. 8Ounjaijean S,Thephinlap C,Khansuwan U,etal.Effect of green tea on iron status and oxidative stress in iron-loaded rats〔J〕.Med Chem,2008;4(4):365-70.3 討 論