付貝貝,周紫婷,覃威,陳詩雅,鄭云夢,邱少斌,蔡晶(福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,福建福州350122)
松果菊苷對帕金森病模型大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元GSK-3β蛋白的影響
付貝貝,周紫婷,覃威,陳詩雅,鄭云夢,邱少斌,蔡晶
(福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,福建福州350122)
目的研究松果菊苷對PD模型大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元GSK-3β蛋白表達(dá)的影響。方法取雄性SD大鼠48只,隨機(jī)分為正常組、假手術(shù)組、PD模型組、松果菊苷治療組,用6-OHDA立體定向微量注射于大鼠右側(cè)內(nèi)側(cè)前腦束制備帕金森病(PD)大鼠模型,用Western Blot檢測4組大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元GSK-3β蛋白的表達(dá)。結(jié)果在相同條件下,PD模型組的大鼠海馬區(qū)GSK-3β蛋白的表達(dá)量高于正常組,用松果菊苷治療后,GSK-3β蛋白的表達(dá)量降低(P<0.01)。結(jié)論松果菊苷可影響大鼠海馬區(qū)患側(cè)Wnt/β-catenin通路GSK-3β蛋白的表達(dá),對帕金森病有一定的治療作用。
帕金森??;松果菊苷;GSK-3β蛋白;Wnt通路
松果菊苷是從肉蓯蓉中提取的有效成分,具有明顯的抗氧化、抗神經(jīng)元凋亡、抗衰老、改善學(xué)習(xí)記憶能力等作用[1-4]。我們通過6-OHDA立體定向微量注射于大鼠右側(cè)內(nèi)側(cè)前腦束制備帕金森?。≒arkinson's disease,PD)大鼠模型,觀察探討松果菊苷通過大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元Wnt/β-catenin通路中GSK-3β蛋白表達(dá)的影響,研究松果菊苷治療對帕金森病的的機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物取雄性SD大鼠48只,福建中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,體質(zhì)量(200~220)g。飼養(yǎng)條件:福建中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心SPF級動(dòng)物飼養(yǎng)室,光照12 h,黑暗12 h,室溫(20±2)℃,自由飲食與飲水,大鼠全價(jià)顆粒飼料喂養(yǎng)。
1.2 藥物與試劑肉蓯蓉購自福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院,從中提取松果菊苷;6-羥基多巴胺(6-OHDA)、阿撲嗎啡(APO)、GSK-3β蛋白(美國Cell Signaling Technolegy公司);抗壞血酸(美國Sigma公司)。
1.3 儀器外科手術(shù)器械、微量注射器、帕金森動(dòng)物旋轉(zhuǎn)檢測儀(美國Columbus instruments公司);SR-6N型顱腦定位儀(日本Narishige公司)、Gel DOC 2000型凝膠成像分析系統(tǒng)、電泳儀、電泳槽(美國Bio-Rad公司)。
1.4 PD模型分組及假手術(shù)組的制備48只SD大鼠按每籠4只飼養(yǎng)于通氣籠具,飼養(yǎng)2周后,取正常組12只,其它36只進(jìn)行模型制備,造模前12 h禁食不禁水,稱體質(zhì)量后隨機(jī)取36只大鼠腹腔注射10%水合氯醛(30 mg/kg)。麻醉后,頭頂部去毛,碘酒、乙醇消毒,俯臥位固定于大鼠腦立體定位儀上,沿顱頂正中線切開皮膚,鈍性分離顱骨外膜,暴露大鼠顱骨的前囟門。參照大鼠腦定位立體圖譜,以前囟為坐標(biāo)原點(diǎn),確定前腦內(nèi)側(cè)束的三坐標(biāo):前囟后4.8 mm,矢狀縫右側(cè)1.2 mm,硬腦下7.8 mm,用顱骨鉆鉆孔,用微量注射器將6-OHDA立體定向注射,注射量8 μg,濃度2 μg/μL,溶解于含0.1%抗壞血酸的生理鹽水中。注射速度1 μL/min,注射后留針10 min,緩慢出針,局部消毒縫合頭皮。用骨蠟封閉大鼠腦部的顱骨孔,常規(guī)消毒,縫合皮膚。假手術(shù)組11只,手術(shù)過程同上,注射等量生理鹽水,正常組不做處理。術(shù)后7 d,每日腹腔注射青霉素100萬U/kg預(yù)防感染。
1.5 PD模型組篩選及松果菊苷治療組干預(yù)造模3周后,皮下注射阿撲嗎啡0.5 mg/kg,溶解于含0.1%抗壞血酸的生理鹽水中,于旋轉(zhuǎn)檢測儀中誘導(dǎo)大鼠檢測其旋轉(zhuǎn),記錄30 min內(nèi)大鼠的旋轉(zhuǎn)次數(shù),每min恒定轉(zhuǎn)向左側(cè)且旋轉(zhuǎn)次數(shù)大于或等于7圈的模型為成功的模型20只,將成功的模型隨機(jī)平均分成PD模型組10只,松果菊苷治療組10只。
挑選出造模成功大鼠進(jìn)行藥物干預(yù),治療組每日灌胃松果菊苷溶液,濃度5 mg/mL,灌胃量40 mg/kg。給藥時(shí)間上午10時(shí),連續(xù)10 d,每周稱體質(zhì)量1次,調(diào)整給藥量,其余3組灌等體積的生理鹽水。
1.6 取材處理大鼠取仰臥位在解剖臺(tái)上,固定四肢,接著用20%烏拉坦(5 mL/kg)腹腔注射麻醉,剪開腹部皮膚,暴露腹腔。沿著腹中線和胸骨中線向上剪開胸骨,沿著膈肌向兩側(cè)皮膚剪開,并用止血鉗將胸骨和胸部皮膚鉗緊,將止血鉗翻向外側(cè)以充分暴露心臟,將剪除針尖的灌注針由左心室推入升主動(dòng)脈固定,夾閉胸主動(dòng)脈,灌注等滲鹽水(37℃),灌流量20 mL/min。剪開右心耳,當(dāng)流出液體清亮?xí)r,用4%多聚甲醛(4℃)進(jìn)行固定,先快速灌注50 mL,再緩慢灌注50 mL,固定液進(jìn)入大鼠血管后,頸部僵硬后完成固定。隨即迅速斷頭取腦,在枕骨大孔處斜插入剪刀剪開頂骨,用止血鉗掰斷兩端頂骨,注意嗅球上的頂骨也要仔細(xì)的去掉,用剪刀于一側(cè)剪斷視神經(jīng)并探測到顱底,就可以將整塊的腦組織翹起,小心地從枕骨大孔將腦組織置于4%多聚甲醛中,放4℃冰箱固定4 h。
1.7 Western blot檢測GSK-3β蛋白表達(dá)勻漿上清用Brad-ford法進(jìn)行蛋白定量,用SDS-PAGE對蛋白樣品進(jìn)行分離,分離的蛋白用半干電轉(zhuǎn)移法轉(zhuǎn)移到固相載體上,固相載體以非公價(jià)健的形式吸附蛋白質(zhì),且能保持電泳分離的多肽類型及其生物活性不變。印跡先用5%的BSA或脫脂奶粉溶液處理以封閉NC膜上剩余的疏水結(jié)合位點(diǎn),室溫下封閉液作用1 h,再加入用封閉液稀釋的1∶1000一抗(兔抗鼠GSK-3β蛋白和磷酸化GSK-3β蛋白單克隆抗體)4℃過夜;洗液洗滌3 min×3次,辣根過氧化物酶標(biāo)記稀釋的1∶1000二抗孵育2 h,用增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光顯色系統(tǒng)顯示蛋白條帶,感光在膠片上。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.8 觀測指標(biāo)用Western blot蛋白印記法,以β-actin作為參照,分析GSK-3β蛋白表達(dá)量的變化。
2.1 造模結(jié)果雄性SD大鼠48只,造模過程中死亡3只,PD模型組、松果菊苷治療組誘導(dǎo)后旋轉(zhuǎn)的老鼠20只,進(jìn)入研究43只,其中正常組12只,假手術(shù)組11只,PD模型組10只,松果菊苷治療組10只。
2.2 WesternBlot結(jié)果見表1、圖1。
表1 4組大鼠海馬區(qū)GSK-3β蛋白表達(dá)的灰度值比較
表1 4組大鼠海馬區(qū)GSK-3β蛋白表達(dá)的灰度值比較
注:與正常組比較,1)P<0.05,2)P<0.01;與模型組比較,3)P<0.05,4)P<0.01;治療組組內(nèi)左右側(cè)比較,5)P<0.05。
組別模型組假手術(shù)組正常組治療組海馬左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)GSK-3β 16468175.33±2282272.9252)15242614.67±2112192.8732)10400872.00±1390922.347 12844433.33±1762210.252 10994847.00±1535084.625 10166038.00±1353377.093 11620531.00±1628166.9391)3)12023535.33±1701206.3801)3)5)β-actin 5485267.33±51177.520 5507117.00±39022.320 5522873.33±53960.124 5496912.33±70483.927 5493591.67±75988.139 5515395.00±38210.527 5519321.67±22695.639 5516301.33±37196.415 GSK-3β/β-actin 3.0050±0.44502)2.7692±0.39912)1.8847±0.2686 2.3395±0.3508 2.0041±0.3076 1.8442±0.2572 2.1062±0.30361)3)2.1809±0.32251)3)5)
圖14 組大鼠海馬區(qū)GSK-3β蛋白電泳圖
3.1 本實(shí)驗(yàn)中通過6-OHDA為選擇性DA神經(jīng)元化學(xué)損毀劑,當(dāng)注射至大鼠紋狀體后可被DA神經(jīng)元末梢通過軸突逆轉(zhuǎn)運(yùn)至黑質(zhì)內(nèi)的細(xì)胞體內(nèi);或注射至大鼠黑質(zhì)內(nèi)時(shí),6-OHDA與DA競爭攝取位點(diǎn),能被攝取到細(xì)胞中。胞體的膜轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)6-OHDA到細(xì)胞內(nèi),經(jīng)氧化生成神經(jīng)毒物質(zhì),如羥自由基和醌類,使DA神經(jīng)元的抗氧化系統(tǒng)破壞,線粒體功能損傷,膜穩(wěn)定性和DNA完整性破壞,使細(xì)胞變性、死亡。Gong等[5]研究發(fā)現(xiàn),6-OHDA通過抑制Akt活性激活GSK-3β,進(jìn)而誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞凋亡,GSK-3β也參與調(diào)節(jié)了神經(jīng)元凋亡過程。因此,GSK-3β抑制劑可阻斷帕金森病患者神經(jīng)元損傷。3.2實(shí)驗(yàn)表明,PD模型組中由于顱內(nèi)注射6-OHDA,在GSK-3β蛋白,表達(dá)水平高于正常組。說明Wnt/β-catenin通路中,6-OHDA通過抑制Akt活性激活GSK-3β蛋白使其表達(dá)水平發(fā)生上調(diào)。Santra等[6-9]研究結(jié)果也有相似表現(xiàn)。在松果菊苷治療組中,GSK-3β蛋白表達(dá)低于PD模型組,說明ECH的干預(yù)治療對GSK-3β蛋白表達(dá)起到一定的抑制作用。6-OHDA導(dǎo)致大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元的損傷,導(dǎo)致沒有Wnt配體去激活該通路,因此PD模型組GSK-3β蛋白的表達(dá)水平增加。在用松果菊苷干預(yù)治療以后,松果菊苷治療組GSK-3β蛋白的表達(dá)低于模型組。
綜上所述,松果菊苷可通過發(fā)揮類GSK-3β蛋白抑制劑的作用,調(diào)控帕金森病大鼠模型海馬區(qū)Wnt/β-catenin通路的GSK-3β蛋白的表達(dá)量來改善帕金森病的癥狀。
[1]楊明會(huì),李敏,竇永起,等.補(bǔ)腎活血顆粒對帕金森病患者運(yùn)動(dòng)功能的影響:多中心、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照研究[J].中西醫(yī)結(jié)合學(xué)報(bào),2010,8(3):231-237.
[2]李敏,楊明會(huì),劉毅,等.補(bǔ)腎活血顆粒治療帕金森病運(yùn)動(dòng)并發(fā)癥臨床研究[J].中華中醫(yī)藥雜志,2011,26(6):1296-1299.
[3]李敏,楊明會(huì),劉毅,等.補(bǔ)腎活血顆粒對帕金森病患者四肢肌張力的影響[J].中華中醫(yī)藥雜志,2012,27(3):599-601.
[4]李敏,楊明會(huì),竇永起,等.補(bǔ)腎活血顆粒對帕金森病患者肱二頭肌肌張力的影響[J].中藥材,2011,34(3):490-493.
[5]GONG L,ZHANG Q L,ZHANG N,et al.Neuroprotection by urate on6-OHDA-lesioned rat model of Parkinson’s disease:Linking to Akt/GSK3β signaling pathway[J].J Neurochem,2012,123(5):876-885.
[6]GOLPICH M,AMINI E,HEMMATI F,et al.Glycogen synthase kinase-3beta(GSK-3β)signaling:Implications for Parkinson’s disease[J].Pharmacol Res,2015,97:16-26.
[7]王蘇雷,徐運(yùn).Wnt信號(hào)通路在阿爾茨海默病中的研究進(jìn)展[J].神經(jīng)疾病與精神衛(wèi)生,2013,13(4):416-419.
[8]趙若聰,劉瓊,何曉陽,等.線粒體動(dòng)力學(xué)失衡和環(huán)境神經(jīng)毒物對阿爾茨海默病病理進(jìn)程影響的研究進(jìn)展[J].中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志,2013,27(1):101-105.
[9]SANTRA S,XU L,SHAH M,et al.D-512 and D-440 as novelmultifunctional dopamine agonists:Characterization of neuroprotectionproperties and evaluation ofin vivoefficacy in a Parkinson's diseaseanimal model[J].ACS Chem Neurosci,2013,4(10):1382-1392.
R285.5
A
1000-338X(2017)01-0037-03
2016-12-07
國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)科研基金資助課題(WKJ-FJ-38)
付貝貝(1994—),女,2013級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè),主要從事中西醫(yī)結(jié)合老年神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究。
蔡晶(1960—),女,教授。E-mail:caiji@163.com