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姜黄素抑制BV2细胞RAGE/NF-κB通路发挥对多巴胺能神经细胞的保护作用

李梦楠  
【摘要】:背景与目的帕金森病(parkinson disease,PD)是继阿尔茨海默病(Al-zheimer's disease,AD)之后中老年第二大流行的神经变性疾病,患病率随年龄的增加而升高。其主要病理特征是中脑黑质致密部(SN-pc)多巴胺(Dopamine,DA)神经元细胞丢失和神经元细胞质内包涵体的形成。由于黑质多胺能神经元的丢失,导致纹状体多巴胺递质水平下降,降至70%-80%以上时出现临床症状。其运动症状特点主要是静止性震颤、肌强直、运动迟缓、姿势障碍。非运动症状主要包括嗅觉减退、睡眠障碍、自主神经功能障碍、精神障碍(抑郁或焦虑)。目前研究表明,帕金森主要与环境因素、遗传因素及神经系统老化等多因素交互作用相关,具体发病机制与氧化应激、线粒体功能障碍、钙离子稳态失调、蛋白酶体功能障碍、炎症、免疫反应、兴奋性毒性、细胞凋亡等相关,但PD具体机制尚未完全清楚,需要进一步研究证实。姜黄素是姜黄的有效成分,是从黄金植物姜黄的根茎中提取的一种多酚类物质,分子式为C_(21)H_(20)O_6,相对分子质量368.89,颜色为橙黄色结晶粉末,不溶于水和乙醚。易溶于醇类和碱性溶液,在碱性呈红褐色,在中性、酸性时呈浅黄色。通常用作肉类食品着色剂、酸碱指示剂、食物调料和传统草药。姜黄素有抗氧化、抗炎、抗凝、降脂、降胆固醇、抗动脉粥样硬化、抗衰老、消除自由基及抑制肿瘤生长、利胆、抗菌等功效,其毒性低,不良反应小。研究表明姜黄素通过抑制核转录因子κB(NF-κB)及炎症介质如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)等发挥效应。RAGE为免疫球蛋白超家族受体,广泛表达于包括神经元细胞和小胶质细胞在内的多种细胞,并能与晚期糖基化产物(AGEs)等多种配体结合后产生一系列生物学效应。NF-κB是从B细胞中提取的核转录因子,是重要的转录调控因子,也是炎症反应的关键转导因子。RAGE受体激活后可唤醒静息状态的NF-κB,NF-κB进一步调节其下游因子的表达。NF-κB参与细胞生长增殖、细胞凋亡、炎性反应、机体免疫等重要过程。AGEs与细胞表面特异性受体RAGE结合激活核转录因子NF-κB,NF-κB刺激多种炎症相关细胞因子如ICAM-1、TNF-α、IL-6、IL-1β、iNOS的形成和释放。姜黄素可能通过抑制AGEs与细胞表面的特异性受体RAGE相结合进而抑制核转录因子的NF-κB的激活、炎症因子的释放发挥对多巴胺神经细胞的保护作用。本研究选择姜黄素(curcumin,Cur)和鱼藤酮(rotenone,RO)处理BV2和SH-SY5Y细胞,收集BV2细胞上清液作为条件培养基(CM)处理SH-SY5Y细胞。检测BV2、SH-SY5Y细胞活力,BV2细胞内RAGE、NF-κB蛋白的表达,BV2细胞培养上清液炎症因子的含量,CM对SH-SY5Y细胞增殖活力的影响。探讨姜黄素对多巴胺神经细胞的保护作用及姜黄素、RAGE、NF-κB之间的关系及其所介导的机制,为姜黄素应用于临床提供新的思路和理论依据。材料与方法选用鼠小胶质细胞系BV2细胞株和神经元SH-SY5Y细胞作为研究对象,选择适宜浓度的RO10nmol/L,用10nmol/L RO分别处理BV2和SH-SY5Y细胞,不同浓度(1,5,10μmol/L)Cur处理BV2和SH-SY5Y细胞,不同浓度Cur(1,5,10μmol/L)与RO共孵育BV2和SH-SY5Y细胞,收集不同浓度Cur(1,5,10μmol/L)与RO共孵育BV2细胞组上清液作为CM作用于未处理的SH-SY5Y细胞,并设置空白对照组。采用四甲基偶氮唑盐法(MTT法)检测两种细胞活力,Western blot检测细胞BV2细胞内RAGE、NF-κB表达,ELISA法测定BV2细胞培养上清液炎症因子含量,MTT法检测条件培养基对SH-SY5Y细胞增殖活力。结果1.MTT检测细胞活性:无论有无10nmol/LRO存在,不同浓度Cur(0-10μmol/L)干预后并未对BV-2细胞和SH-SY5Y细胞活力造成影响,各组间并无显著性差异。2.Western-blot检测RAGE、NF-κB蛋白表达:与空白对照组相比,RO组RAGE、NF-κB的蛋白表达明显升高(P0.01),与RO组相比,Cur处理组RAGE、NF-κB的蛋白表达量显著减少(P0.05)。3.ELISA法测定BV2细胞培养上清液炎症因子含量:与空白对照组相比,RO组炎症因子的分泌量明显升高(P0.01),与RO组相比,Cur处理组随着浓度的升高炎症因子的分泌量逐渐减少(P0.05)。4.MTT法检测条件培养基对SH-SY5Y细胞增殖活力的影响:受条件培养基处理的SH-SY5Y细胞,与对照组相比,RO组细胞活力明显减弱(P0.01),但Cur处理组的细胞活力较RO组升高,差异具有统计学意义(P0.05)。结论1.10nmol/L的RO对BV2细胞及SH-SY5Y细胞没有明显的神经毒性,Cur浓度在0-10μmol/L之间时对BV2细胞和SH-SY5Y细胞两种细胞的活力无明显影响。2.RO能明显升高BV2细胞内RAGE、NF-κB的蛋白表达,Cur能减弱RAGE、NF-κB蛋白表达,随着浓度的升高这种减弱作用逐渐增强。3.RO能诱导BV2细胞分泌炎症因子,而Cur能抑制BV2细胞炎症因子的分泌,随着浓度的升高这种抑制作用增强。4.Cur可能通过抑制RAGE、NF-κB蛋白的表达,进而抑制RAGE/NF-κB通路及下游炎症反应,从而发挥对PD的神经保护作用。


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