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褪黑素对阿尔茨海默病模型大鼠NOS、Ca 2+和神经元凋亡的影响

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维普资讯 http://www.cqvip.com NOS、Ca2+ 7 ・639・ 4参考文献 1 Beal MF.Mitochondria take center stage in aging and neurodegeneration 7王月华,杜冠华.L肉毒碱对D一半乳糖衰老模型小鼠的作用[J].中 国老年学杂志,2003;23(1):49-51. 8 Meissner C,Mol ̄med SA,yon Wurmb N,et .The mitochondrll 8enome ain [J].Ann Neurol,2005;58(4):495-505. 2 Sas ̄e J,PallantoFV,Vina J.The role ofmitochondI ̄l oxidative螂and asing[J].J Gemntol Geriatr,2001;34(6):447.51. 9 Lin PH,Lee SH,Su CP,ef aLOxidative damagetomitochondril DNAian agiIIg[J].Free蹦ic Biol Med,2003;35(1):1-8. 3 Alexeyev MF,Ledoux SP,Wilson GL Mitochondrial DNA and硒rIg[J]. 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(编辑张慧) 褪黑素对阿尔茨海默病模型大鼠NOS、Ca2 和神经元凋亡的影响 王建平【摘李楠李 昕(郑州大学第二附属医院神经内科,河南 郑州450003) Wistar大鼠 要】 目的研究褪黑索(melatonin,MT)对阿茨海默病(Alzheimer 8 disease,AD)的NOS、Ca2 及神经元凋亡的影响。方法48只随机分为AD组、AD-MT大剂量干预组、AD-MT小剂量干预组和假AD组。应用B-淀粉样蛋白(AB)注鼠海马CAI区,建立大鼠AD模型。 AD-MT干预组以MT灌胃,每日一次直至试验结束。应用电迷宫检测大鼠学习记忆情况,用比色法,还原法和Tune1法检测海马钙离子(ca2 ), 一氧化氮合酶(NOS)含量以及海马神经元凋亡情况。结果MT可以明显改善AD大鼠的学习记忆能力,同时可不同程度的抑制因AB在脑内的沉 MT对AD有显著的脑保护作用。 积所导致海马的ca2 超载,NOS的异常增高以及海马神经元的凋亡。结论【关t词】阿茨海默病;褪黑索;钙离子;一氧化氮合酶;凋亡 【中圈分类号】R749.I 6 [文献标识码】A [文章编号】1005-9202(2007)7-00639-02 阿茨海默病(Alzheimer 8 disease,AD)是一种发病机制非 常复杂的疾病,难以用一种假说解释清楚,兴奋性神经毒素、淀 粉样蛋白代谢异常、自由基损伤在发病过程中均起一定作 用…。近年来,褪黑素的研究成为热点之一,褪黑素(melato- nin,Mr)具有脑保护作用,但具体机制不明。本研究用AD大 鼠模型,探讨MT对AD大鼠Ca“、NOS、凋亡的影响,以期揭示 MT的脑保护作用,为MT防治AD提供理论依据。 1材料与方法 中切口。暴露前囟,参照大鼠脑立体定位图谱,AD组用微量注 射器注入p一淀粉样蛋白(AI3。舶)1 (10 组脑内相同部位注入等量生理盐水 】。 1.2.3给药方法大鼠随机分为AD组、AD・MT大剂量干预 )至右侧海马 CA1区,坐标为前囟后I.4 mm、旁2.5 mm、深7.2 mm。假AD 组、AD—MT小剂量干预组和假AD组。所有大鼠于手术前均用 Y一迷宫进行学习记忆训练,连续30次未达标准者(标准为连续 10次电击有9次(9/10)逃避至安全区)将其淘汰 】。AD组和 假AD组于手术后生理盐水灌胃,AD—MT小剂量干预组和AD. MT大剂量干预组手术后分别以MT 2.5、10 mg/kg灌胃,每天 给药一次。 1.2.4学习和记忆能力测定连续给药60 d后采用Y.迷宫 1.1动物1.2方法 Wistar雄性大鼠48只,3—4月龄,体重180—250 g,由郑州大学实验动物中心提供。 1.2-1 试剂与仪器Ap。舶、NOS试剂盒(北京兴瑞试剂公 进行学习和记忆能力的检测 。大鼠学习成绩以连续10次电 击有9次(9/10)逃避至安全区(无电击的区域)为达标,以每 组大鼠达标所需平均电刺激次数表示智力程度。 司);褪黑素(美国sigma公司);Ca“试剂盒(南京科欣生物研 究所);细胞凋亡试剂盒(武汉博士德公司);脑立体定位仪、 7230分光光度仪(上海第二仪器厂);BFX4-80离心机(南京离 心机厂);Y型电迷宫(中国药物研究所)。 1.2.5 海马c8.2 、NOS、神经元凋亡的测定行为学测验结束 后,每组大鼠随机取出6只,断头取脑、分离海马,匀浆离心后, 1.2.2模型制备应用3.6%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠 取上清液以甲基百里香酚蓝比色法测定ca“含量。余下的各 组大鼠用10%水合氯醛腹腔麻醉,暴露心脏,通过左心室插管 至主动脉,生理盐水100—150 ml冲洗,4%多聚甲醛溶液150 ml快速灌注,250 ml慢滴,2 h后取脑,分离海马,做冰冻冠状连 续切片,测定NOS、神经元凋亡情况。 (1ml/100 g),将麻醉后的大鼠固定在立体定位仪上,头顶部正 作者简介:王建平(1956・),男,教授,硕士生导师。主要从事缺血性脑病 的研究。 维普资讯 http://www.cqvip.com ・64O・ 中国老年学杂志2007年4月第27卷 1.3统计学处理各组数据均用 ±s表示,用SPSS10.0统 干预治疗,结果显示MT可明显改善AD大鼠的学习记忆能力, 减少海马神经元凋亡,具有明确的神经保护作用,且呈剂量依 赖关系。 计软件包做配对t检验。 2结果 MT的神经保护作用机制是多方面的,至少可通过以下两 AD组大鼠达到学 2.1 MT对AD大鼠学习记忆能力的影响个途径发挥保护作用:(1)AI3的沉积可诱发大量氧自由基释 放,继而导致高反应性OH・的形成,引起脂质过氧化反应和自 由基链式反应,破坏力极大 。蛋白质和DNA被自由基攻击 后,导致细胞内的许多稳态系统包括钙调节系统受损。当细胞 会标准所需的电击次数为(88.7±4.87)次;AD—MT小剂量干 预组为(80.7±3.45)次;AD—MT大剂量干预组为(66.5± 2.23)次;假AD组为(54.3±4.54)次。AD组的学习记忆有明 显损伤,与假AD组相比有显著差异(P<0.01);AD—MT小剂量 内的ca 持续升高并同时存在自由基时,出现恶性前馈(feed- 干预组与AD组相比虽无统计学意义,但也有改善。AD.MT大 剂量干预组学习记忆能力有明显改善,与AD组相比有明显差 异(P<0.01)。MT对AD大鼠的学习记忆改善作用呈剂量依 赖关系。 2.2 MT对AD大鼠海马Ca 的影响AD组大鼠海马Ca 含量为(5.25±0.23)mmol/L;AD—MT小剂量干预组为(3.71± 0.45)reotol/L;AD・MT大剂量干预组为(2.67±0.10)mmoL/L; 假AD组为(2.03±0.44)mmol/L。与假AD组相比AD组大鼠 海马ca“含量明显增高(P<0.01);与AD组比较,AD.MT小 剂量干预组大鼠海马ca“含量减少(P<0.05),AD.MT大剂量 干预组显著减少(P<0.01)。表明MT能够抑制AD大鼠海马 Ca2 含量的升高,且呈剂量依赖关系。 3 MT对AD大鼠海马NOS的影响AD组大鼠海马NOS 表达的阳性细胞数为(65.25±0.23)+/200个神经元:AD.MT 小剂量干预组为(39.71±5.41)+/2o0个神经元;AD.MT大剂 量干预组为(20.10±0.10)+/200个神经元;假AD组为 (12.00±0.94)+/20o个神经元。可看到与假AD组相比。 NOS在AD组大鼠海马的表达明显增高(P<0.01);与AD组 比较,AD—MT小剂量干预组大鼠海马的阳性细胞数减少(P< 0.05)‘,AD—MT大剂量干预组显著减少(P<0.01)。表明MT 能够抑制NOS在AD大鼠海马的表达,且呈剂量依赖关系。 2.4 MT对AD大鼠海马神经元凋亡的影响AD组大鼠海马 神经元凋亡细胞数为(60.52±4.82)+/200个神经元;AD.MT 小剂量干预组为(47.27±5.01)+/200个神经元;AD.MT大剂 量干预组为(2o.10±6.O1)+/2oo个神经元;假AD组为(4.20 ±0.14)+/200个神经元。与假AD组相比AD组大鼠海马神 经元凋亡个数明显增高(P<0.01);与AD组比较AD.MT小剂 量干预组大鼠神经元凋亡个数减少(P<0.05),AD.MT大剂量 干预组显著减少(P<0.O1)。表明MT对AD大鼠海马神经元 有保护作用,且呈剂量依赖关系。 3讨论 AI3的沉积可引起脑实质损伤,神经元是其攻击的重要靶 点,影响最明显的是海马等与智能相关的部分,从而引起学习 记忆的障碍 引。本研究对已造成的AD大鼠模型,进行MT的 forward)循环 j,即ca“加速自由基的生成。或反过来,自由基 增加胞内钙离子的堆积。Stankov等研究发现AD鼠存在有海 马ca“含量的增高 ,细胞内ca“浓度增加是导致细胞死亡 和凋亡的共同途径,本研究已证实此点,同时也证明MT可明 显抑制AD大鼠海马ca“含量的增高,且呈剂量依赖关系。 (2)Ap的沉积还可诱发氧化过程中有关酶类的异常表达,NO 是一种神经递质,在神经发育和衰老过程中起重要作用,但若 合成和释放过多,则会诱发细胞毒作用,引起神经元凋亡或死 亡。Tenna等研究显示,AD大鼠海马内,NO合成的关键酶一氧 化氮合酶(NOS)的活性明显高于正常脑组织¨】,这也与本实验 的研究结果相符,同时也显示MT可明显降低AD大鼠海马阳 性细胞的个数,抑制NOS在海马神经元的表达,且呈剂量依赖 关系。 总之,MT对AD大鼠的学习记忆能力有明显的干预作用。 这种作用可能与MT对AD大鼠海马神经元的保护、抑制海马 ca“含量及NOS的表达有关,但具体机制还有待进一步探讨。 4参考文献 1 Petersen RC,Doody R,Kurz A,et o2.Current concepts in mild cognitive impairment[J].Arch Neurol,2000;58(10):1985-92. 2张癸荣,高登莲,殷明.对抗B一淀粉样蛋白神经毒性药物治疗阿 尔茨海默病研究进展[J].药学学报,2003;19(4):24-26. 3李璞.医用生物学[M].第4版.北京:人民卫生出版社。1995: 145-6. 4 StoH S,Muller WE.Melatonin.Hormone or wonder drug[J].Med Monatg ̄hr Pharm,2003;16(1):65-78. 5 Chen P,Ratclif G,Bell SH,露 Cognitive tests that best discriminate between pre ̄ymptomatic AD and those who remain nondementecl[J]. 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