王英杰,王文勝,耿淑坤,柴錫慶,3*
(1.河北省邯鄲市第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,河北邯鄲056002;2.河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所,省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北石家莊050017;3.河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院新藥研發(fā)基地,河北石家莊050026)
·論 著·
旋覆花素對(duì)AD模型大鼠腦海馬組織PPARγ表達(dá)的影響
王英杰1,2,王文勝2,耿淑坤1,柴錫慶2,3*
(1.河北省邯鄲市第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,河北邯鄲056002;2.河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所,省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北石家莊050017;3.河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院新藥研發(fā)基地,河北石家莊050026)
目的 觀察旋覆花素對(duì)β淀粉樣蛋白25~35片段(β-Amyloid protein 25-35,Aβ25-35)海馬內(nèi)注射致阿爾茨海默?。ˋlzheimers disease,AD)模型大鼠海馬過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferatoractivated receptorγ,PPARγ)表達(dá)的影響,探討其對(duì)AD大鼠的治療作用及機(jī)制。方法30只SD大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組、模型組及旋覆花素給藥組,Aβ25~35海馬內(nèi)注射制備AD大鼠模型,給藥組給予旋覆花素26mg·kg-1·d-1、模型組給予等量溶劑,分2次灌胃,共21d。Western Blot測(cè)定大鼠海馬PPARγ表達(dá)。結(jié)果模型組海馬PPARγ表達(dá)下降,給藥組PPARγ表達(dá)升高,與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論旋覆花素通過(guò)上調(diào)PPARγ的表達(dá),從而抑制Aβ誘導(dǎo)的AD模型大鼠腦海馬腦內(nèi)炎癥反應(yīng)。
阿爾茨海默病;過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體;大鼠
過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator activatived receptors,PPARs)是由配體激活的轉(zhuǎn)錄因子,屬于核激素受體超家族,參與體內(nèi)眾多生理和病理反應(yīng)的調(diào)節(jié),如糖代謝、脂肪代謝和細(xì)
胞分化等[1]。PPARs的活性降低與炎癥介質(zhì)的水平上升密切相關(guān),PPARs的抗炎效應(yīng)在多種炎癥性疾病中有重要作用,對(duì)于多種人體的疾病,以PPAR作為治療靶點(diǎn)可以取得明顯的效果。越來(lái)越多的證據(jù)顯示阿爾茨海默?。ˋlzheimers disease,AD)的神經(jīng)毒性由中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥介導(dǎo)[2-3],PPARγ在腦內(nèi)的表達(dá)與炎癥、神經(jīng)退行性變關(guān)系正在被廣泛研究,研究[4-5]顯示PPARγ基因參與了AD的發(fā)病。本文采用免疫組織化學(xué)及Western Blot方法研究旋覆花素對(duì)核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、PPARs激活的影響,為探明旋覆花素抑制AD腦炎癥反應(yīng)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:健康雄性SD大鼠30只(由河北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,動(dòng)物合格證號(hào)611071),鼠齡10~12月齡,體質(zhì)量(364.5±15.0)g,隨機(jī)分為對(duì)照組、模型組和旋覆花素給藥組,每組10只。給藥組術(shù)前3 d及術(shù)后每天用旋覆花素26mg·kg-1· d-1灌胃,共21d。模型組用旋覆花素的溶劑吐溫80水溶液同法處理。
1.2 試劑與儀器:旋覆花素由河北醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院從歐亞旋覆花的氯仿提取物中分離制備(已獲專利授權(quán)),含旋覆花內(nèi)酯(1-o-acetylbritannilactone,ABL)2.66g/L。β淀粉樣蛋白25~35片段(β-Amyloid protein 25~35,Aβ25~35)購(gòu)自Sigma公司;PPARγ抗體購(gòu)自Santa Cruz公司;免疫組織化學(xué)試劑盒購(gòu)自北京中杉金橋生物技術(shù)公司;腦立體定向儀,江灣Ⅰ型C,上海川沙花木農(nóng)機(jī)廠制造。
1.3 Aβ25~35的孵育:用無(wú)菌生理鹽水將Aβ25~35稀釋成10g/L,37℃孵育72h,使其變?yōu)榫奂癄顟B(tài)的Aβ25~35,置于在4℃冰箱備用。
1.4 藥物海馬內(nèi)注射方法:大鼠用質(zhì)量濃度為20g/L的烏拉坦60mg/kg腹腔注射麻醉后,固定于腦立體定向儀上。參照大鼠腦立體定位圖譜[2],以前囟為零點(diǎn),于前囟后3.5mm,中線右側(cè)旁開2mm,為穿刺點(diǎn),用牙科鉆鉆開顱骨,以微量注射器自腦表面垂直進(jìn)針3mm,分別于雙側(cè)海馬CA1區(qū)于5min內(nèi)緩慢注射Aβ25~35各1μL(10μg),5min緩慢注入,留針5min,對(duì)照組注射等量生理鹽水,退針縫合切口。術(shù)前3d及術(shù)后18d,給藥組給予旋覆花素26mg·kg-1·d-1分2次灌胃,模型組給予等量溶劑。
1.5 免疫組織化學(xué)染色:參照使用說(shuō)明書進(jìn)行經(jīng)過(guò)乙醇梯度脫水、石蠟垂直包埋,間斷均勻切片,切片厚約10μm,采用鏈霉親和素-生物素復(fù)合素(strept advin-biotin complex,SABC)方法進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色。以抗PPARγ(1∶100)抗體為一抗,其他操作按試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。以鏡下出現(xiàn)棕黃色顆粒作為判定陽(yáng)性染色的標(biāo)準(zhǔn)。用磷酸鹽緩沖液替代一抗作為陰性對(duì)照。
1.6 Western Blot分析:各組取等量蛋白提取液80μg,經(jīng)12%聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electroresis,SDS-PAGE)電泳分離后,于半干轉(zhuǎn)膜儀上轉(zhuǎn)移至聚偏二氟乙烯膜(polyvinylidene fluoride,PVDF),用5%脫脂奶粉封閉,與抗PPARγ抗體(1∶300)在4℃條件下反應(yīng)過(guò)夜。然后與HRP標(biāo)記的相應(yīng)二抗(1∶10 000)室溫反應(yīng)2h,室溫條件下用TTBS、TBS充分振蕩洗膜后采用化學(xué)發(fā)光法顯影。用美國(guó)Kodak公司ID數(shù)碼成像分析系統(tǒng)分析結(jié)果。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件包處理數(shù)據(jù),計(jì)量資料以±s表示,采用單因素方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示,模型組大鼠腦海馬組織中PPARγ表達(dá)較對(duì)照組明顯下降,染色細(xì)胞數(shù)量少,著色淺。旋覆花素給藥組大鼠腦海馬組織PPARγ的表達(dá)明顯較模型組增強(qiáng),染色細(xì)胞數(shù)量多,著色變深(圖1)。
Western Blot顯示,對(duì)照組大鼠腦海馬組織PPARγ表達(dá)量高,模型組海馬組織表達(dá)量顯著降低,旋覆花素給藥組大鼠腦海馬組織PPARγ表達(dá)量明顯上調(diào),與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(圖2)。
圖1 大鼠海馬CA1區(qū)PPARγ表達(dá)免疫組織化學(xué)染色(×400)A.對(duì)照組;B.模型組;C.給藥組
圖2 Western Blot檢測(cè)海馬組織PPARγ表達(dá)
PPAR在AD中發(fā)揮多種作用,其中抗炎效應(yīng)是其重要的一方面。Sung等[6]研究發(fā)現(xiàn),PPARγ合成配體噻唑烷二酮類藥物(thiazolidinediones,TZDs)2,4-TZD可以減少p65核移位,降低NF-κB的結(jié)合能力,說(shuō)明PPAR通過(guò)抑制NF-κB途徑發(fā)揮其抗炎效應(yīng)。PPAR激動(dòng)劑可以抑制Aβ25~35介導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的活化,從而阻止皮質(zhì)和海馬神經(jīng)元死亡,PPARγ激動(dòng)劑可以治療AD、帕金森病等神經(jīng)變性?。?-9]。Sastre等[10]研究表明,與健康人比較AD患者前腦PPAR蛋白水平降低40%,并且與β位點(diǎn)APP內(nèi)切酶1(beta-site amyloid precursor protein cleavage 1,BACE1)啟動(dòng)子的過(guò)氧化物酶體增殖物反應(yīng)元件結(jié)合能力下降50%,這導(dǎo)致了BACE1的活化,Aβ25~35產(chǎn)生增多,加重AD腦的慢性炎癥。PPARγ已成為合成治療AD藥物的有效靶點(diǎn)。
歐亞旋覆花性味咸、溫,屬菊科旋覆花屬植物,是一種傳統(tǒng)的中草藥,具有活血化瘀、抗炎止痛之功效。旋覆花素的抗炎機(jī)制與抑制NF-κB活化、下調(diào)其下游基因環(huán)氧化酶2和誘導(dǎo)型一氧化碳合酶表達(dá)有關(guān)。本文中模型組大鼠海馬內(nèi)PPAR基因表達(dá)顯著低于對(duì)照組,說(shuō)明Aβ25~35海馬內(nèi)注射可抑制海馬組織PPAR基因的表達(dá)。
給予旋覆花素治療后,大鼠腦海馬組織內(nèi)PPAR基因表達(dá)明顯上調(diào),表明旋覆花素能夠促進(jìn)Aβ海馬內(nèi)注射誘發(fā)的AD模型大鼠PPAR基因的表達(dá)。
綜上所述,旋覆花素能上調(diào)PPAR基因表達(dá),從而抑制NF-κB表達(dá),抑制其下游炎癥因子,減輕Aβ25~35海馬內(nèi)注射引起的腦內(nèi)炎癥反應(yīng),減輕神經(jīng)元的損傷。
[1] XU P,XU K,WANG J,et al.Pioglitazone:a promising therapeutictool in sodium taurocholate-induced severe scute pancreatitis[J].Dig Dis Sci,2011,56(4):1082-1089.
[2] LEE YJ,HAN SB,NAM SY,et al.Inflammation and Alzheimer's disease[J].Arch Pharm Res,2010,33(10):1539-1556.
[3] CHUNG HY,SUNG B,JUNG KJ,et al.The molecular inflammatory process in aging[J].Rev Clin Gerontol,2006,8(3/ 4):572-581.
[4] SCACCHI R,PINTO A,GAMBINA G,et al.The peroxisome proliferator-activated receptor gamma(PPAR-gamma2)Pro12Ala polymorphism is associated with higher risk for Alzheimer's disease in octogenarians[J].Brain Res,2007,1139:1-5.
[5] KOIVISTO AM,HELISALMI S,PIHLAJAMAKI J,et al. Association analysis of peroxisome proliferator-activated receptor gamma polymorphisms and late onset Alzheimer's disease in the Finnish population[J].Dement Geriatr Cogn Disord,2006,22(5/6):449-453.
[6] SUNG B,PARK S,YU BP,et al.Amelioration of age-related inflammation and oxidative stress by PPARgamma activator:suppression of NF-kappaB by 2,4-thiazolidinedione[J].Exp Gerontol,2006,41(6):590-599.
[7] KAUNDAL RK,SHARMA SS.Peroxisome proliferator-activated receptor gamma agonistsasneuroprotective agents[J].Drug News Perspect,2010,23(4):241-256.
[8] MANDREKAR-COLUCCIS,LANDRETH GE.Nuclear receptors as therapeutic targets for Alzheimer's disease[J].Expert Opin Ther Targets,2011,15(9):1085-1097.
[9] BAJDA M,GUZIOR N,IGNASIK M,et al.Multi-target-directed ligands in Alzheimer's disease treatment[J].Curr Med Chem,2011,18(32):4949-4975.
[10] SASTRE M,DEWACHTER I,ROSSNER S,et al.Nonsteroidal anti-inflammatory drugs repress beta-secretase gene promoter activity by the activation of PPARgamma[J].Proc Natl Acad Sci USA,2006,103(2):443-448.
(本文編輯:趙麗潔)
R743.9
B
1007-3205(2013)07-0802-03
2012-11-08;
2013-03-05
王英杰(1973-)男,河北邯鄲人,河北省邯鄲市第一醫(yī)院副主任醫(yī)師,醫(yī)學(xué)博士,從事老年癡呆疾病診治研究。
*通訊作者。E-mail:xqchai@163.com
10.3969/j.issn.1007-3205.2013.07.021