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侧脑室注射STZ对大鼠学习记忆障碍及海马tau蛋白AD特异性位点磷酸化增加的影响

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中西医结合心脑血管病杂志2010年8月第8卷第8期 [7]Quintana M,Hjemdahl P,Sollevi A,et a1.Left ventricular function and cardiovascular events following adjuvant therapy with adeno— sine in acute myocardial infarction treated with thrombolysis,re— suhs of the ATTenuation by Adenosine of Cardiac Complications ・ 961 ・ r12]Chandrasekar B,Streitman JE,Colston JT.et a1.Inhibition of nu— clear factor kappaB attenuates proinflammatory cytokine and in— dueihle nitric——oxide synthase expression in postischemic myocar。_ dium[J].Biochim Biophys Acta,l998,1406(1):91—106. [13]Chen F,Castranova V,Shi x,et a1.New insights into the role of nuclear factor kappaB.a ubiquitous transcription factor in the ini (ATTACC)Study[J].Eur J Clin Pharmacol,2003,59(1):1—9. [8]Link AA,Kino T,Worth JA,et a1.Ligand—activation of the aden— osine A2a receptors inhibits II,一1 2 production by human mono— tiation of diseases[J].Clin Chem,1 999.45(】):7 l7. r14] Witko—sarsat V,Rieu P,Deseamps—Latscha B,et a1.Neutro phils:Molecules,functions and pathophysi。l。gicaI aspects.Neu cytes[j].J Immunol,2000,164(1):436—442. [9]Prentice DJ,Hourani SM.Activation of multiple sites by adenosine analogues inthe rat isolated aorta[J].Br J Pharmacol,l996,118 (6):l509一l51 7. trophils:Molecules,functions and pathophysi0Iogical aspects[J]. I abInvest,2000,80(5):61 7—53. [1o]Lappas CM,Rieger JM,Linden J.A2A adenosine receptor induc tion inhibits IFN—gamma production in murine CDa T cells[J]. J Immunol,2005,l74(2):1073—1080. 作者简介:田金(1984),女,现为山西医科大学在读硕士研究生(邮编 030001);王雄(通讯作者),工作于山西医科大学第一医院(邮编 030001)。 [11]Abraham E.NF—kappaB activation[J].Crit Care Med,2000,28 (4Supp1)N100一NlO4. (收稿日期:2009—12—04) (本文编辑王雅清) 侧脑室注射STZ对大鼠学习记忆障碍及 海马 tau 蛋白AD特异性位点磷酸化增加的影响 第五永长,辛馥伶,李敏,赵娜。苗迎春,时晶 摘要:目的 验证侧脑室注射链脲佐菌素(sTz)阻断脑内胰岛素信号转导致脑能量代谢缺陷与阿尔茨海默病(AD)样学习记忆 障碍及tau蛋白磷酸化的关系。方法 36只SD大鼠随机分为模型组和假手术组,模型组双侧侧脑室注射STZ 3 mg/kg,第3天重 复1次,假手术组侧脑室注射等量的人工脑脊液代替STZ。的2l天、第31天后分别对一批动物进行学习记忆能力测试,同时免疫 组化及Western—blot方法检测两组大鼠海马tau—ps 表达。结果 与假手术组相比,模型组大鼠出现学习记忆障碍,海马CA 1 区tau—ps422阳性细胞明显增多,以第31天更为明显,Western—blot结果相同(P<0.05或P<0.01)。结论 侧脑室注射STZ可 以引起AD样学习记忆障碍及脑内tau蛋白AD特异性位点Ser422磷酸化水平增加。 关键词:阿尔茨海默病;侧脑室注射;tau蛋白 中图分类号:R749.1 R255.2 文献标志码:A 文章编号:1672一】349(2O10)O8—0961 03 阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种以进行性 记忆认知损害和智能障碍为主的中枢神经系统退行性疾病。目 前公认的AD核心病理特征为大脑局部,尤其是海马和皮层神 经元退行性病变,细胞内神经原纤维缠结(NFT)和细胞外老年 斑(SP)沉积。然而,AD的病因和确切发病机制目前仍不清楚。 葡萄糖代谢紊乱和能量生成减少与淀粉样蛋白沉积以及tau蛋 白过度磷酸化密切相关,可能促进了AD的发生。链脲佐菌表 (STZ)侧脑室注射已被证实可以引起大鼠脑持久的葡萄糖代谢 1.2 药品与试剂 链脲佐菌素:Sigma公司:抗体:pS214 (western blot检测及免疫组化检测的一抗分别购自Biosouree 和Abcam公司)。 1.3 ICV—STZ拟AD模型制备 参考Sharma等2l方法,所 有大鼠经10 水合氯醛(4 mI /kg)麻醉后,固定于江湾I型C 大鼠立体定位仪上,常规消毒皮肤,正中矢状切口,分离骨膜,锥 颅器钻开颅骨,暴露硬脑膜。除假手术组外,其余动物均用微量 注射器每侧侧脑室各注射STZ约18“I (3 mg/kg,注射前将 STZ溶于人工脑脊液,浓度为25 mg/mL)。坐标参考《大鼠脑 紊乱、能量生成障碍伴海马乙酰胆碱转移酶活性降低和氧化应 激反应以及学习记忆障碍0 ,然而其与AD病理改变的联系未 得到进一步实验证实。本实验进一步观察了STZ侧脑室注射 对大鼠学习记忆及海马组织tau蛋白AD特异性磷酸化位点 Ser422的磷酸化程度的影响。 1材料与方法 立体定向图谱》 ]:前囟后1.5 ITlm。矢状缝左右旁开1.5 mm,脑 表面下3.5 mm。第3天重复注射,剂量同前。假手术组以等量 人工脑脊液替代STZ。术后常规饲养21 d后行为学测试并处 理第一批,31 d后行为学测试并处理第二批动物。 1.4 学习记忆能力测试 采用Morris水迷宫试验法。 1.5脑组织样品处理于行为学测试完毕后,分别于、两个时 1.1动物及分组 SPF级健康雄性Sprague—Dawley(SD)大 鼠36只,体重(2504-20)g。随机分成假手术组、STZ侧脑室注 射模型组,每组18只。实验过程巾动物自由摄食和饮水(术前 禁食除外),室温22℃~26℃,湿度为28 ~3O 。 问点选取动物,灌注固定,按4 rnI /kg的剂量腹腔注射1O 水 合氯醛麻醉大鼠。迅速插导管于左心室至升主动脉并同定,同 时剪开右心耳。快速灌注生理盐水1O¨O mL至肝脏完全变白, ・ 962 ・ CHINESE JOURNAL OF INTEGRATIVE MEDICINE ON CARD10一/CEREBROVASCUI AR DISEASE August No.8 右心室流出澄清液体后,更换4 多聚甲醛先快后慢继续灌注 30 min,然后断头,完整取出鼠脑,置固定液中,24 h后石蜡包埋 切片。每只大鼠海马CA1区出现后连续冠状切片,放入0.0l 1.6统计学处理计量资料以均数土标准差(j±s)表示,免疫 组化和免疫印迹结果采用Kodak图像分析系统及Image—pro— plus软件处理。使用SPSS17.0软件分析。两组间采用两 样本t检验。 2 结 果 mol/L PBST的溶液中进行免疫组化染色。 Western—blot蛋白印迹检测取用新鲜脑组织置液氮中速 冻后保存于一7O℃冰箱。 2.1行为学测试结果(见表1、表2) 表1 造模21 d后两组定位航行试验结果(i±s) 2.2免疫组化检测结果(见表3) 表3造模第21天、第31天后大鼠海马CAl区tau—ps 表达(j±S) 2.3 Western blot检测结果(见表4) 表4造模第31天后大鼠海马区tau—ps 表达(i±S) 组别 假手术组 模型组 6.81±1.98 23.96±3.28 SAD的病理特征。目前认为,STZ破坏Ins/IR信号转导通路, 降低了大鼠脑内葡萄糖利用(Gu),引起脑能量代谢障碍,ATP、 GTP生成减少,造成认知功能相关皮层的神经细胞功能受损, 影响突触传递和突触可塑性,导致学习记忆功能障碍,这也是弓l 起基底前脑合成乙酰胆碱减少、氧化应激、轴突和突触损伤的基 础。近年进一步研究认为,大脑葡萄糖代谢低下可通过改变tau 的O—GlcNAc糖基化修饰调节tau的磷酸化,在AD发病机制 中起着重要作用。与脑葡萄糖能量代谢障碍同时存在的葡萄糖 转运体GLUTl与GLUT3减少和tau蛋白的0一GlcNAC糖基 与假手术组比较,1)P<0.01 3讨论 STZ是一种甲基亚硝基脲产物,具有抗菌、抗肿瘤的性能 和致糖尿病的副反应。1996年Hoyer带领的研究小组首次用 侧脑室注射sT2的方法来干扰胰岛素/受体(Ins/IR)信号系 统,使脑内出现渐进性葡萄糖和糖原合成减少[4 。而有实验证 明Ins/IR信号转导系统障碍是引起AD脑内葡萄糖/能量代谢 异常的主要原因 j,在此基础上形成糖基化终末产物(AGEs), 化水平呈正相关,同时也与tau蛋白的磷酸化水平呈负相关。 葡萄糖代谢障碍引起Tau的0一GlcNAC糖基化修饰水平下 降,促进了tau的过度磷酸化和AD重要病理改变NFT的形成l8]。 本实验结果显示,大鼠侧脑室注射STZ后第21天即出现 明显的学习记忆障碍.模型组与假手术组比较有统计学意义 并最终导致AI?及NFT的形成 。2005年美国布朗医学院的 dela Monte教授和她的研究小组验证了AD是“3型糖尿病”的 假说。通过对尸检脑组织进行检测,发现AD患者脑内胰岛素、 IGF及其受体的蛋白含量和基因表达均较对照组明显降低; 2006年该小组通过对小鼠侧脑室注射STZ的方法阻断胰岛素 受体自身磷酸化和内在的酪氨酸激酶活性l7],损伤胰岛素和 IGF信号转导通路,实验发现,微量的STZ未引起外周血糖升 高,胰腺结构和胰岛素的免疫活性也没受到影响;却出现脑体积 (P<O.01);随着时间的延长第31天后大鼠的学习记忆障碍不但 没有恢复,而且有进一步加重趋势(P<O.01)。同时,造模第21 天模型组大鼠海马CA1区tau—ps 。 即有阳性表达,而假手术 组则不明显,造模第31天模型组大鼠海马CA1区tau—ps 表 达更为明显,而假手术组几乎没有阳性表达。Western blot检 测结果显示:随着时间的延长,造模第31天模型组大鼠在5O kD~ 71kD之间条带(约67kD,为tau—ps 的表达)明显比假手术 组大鼠在这一区域的条带粗,说明造模第31天模型组大鼠海马 缩小,细胞丢失、神经胶质增生、A8沉积增多、tau蛋白过度磷酸 化、泛素化等惊人变化,学术界一致认为该模型成功地模拟了 tau蛋白在Ser422位点的磷酸化水平明显高于假手术组。近几 年对于tau蛋白磷酸化位点的研究表明,Ser422位点是AD特 中西医结合心脑血管病杂志2010年8月第8卷第8期 ・ 963 ・ r6] Mnnch G,Schinzel R,Loske C,el a1.Alzheimer’s disease—syner gistic effects of glucose deficit,oxidative stress and advanced glyca— 异性位点,其磷酸化使tau变成毒性分子从而拮抗正常微管相 关蛋白的作用|9J,Thr231,Ser396和Ser422的进一 步磷酸化则可促使tau自身聚积成纤维状结构。Tau羧基端 (Ser396,Ser404,Ser422)的磷酸化对其形成双股螺旋丝(PHF) 起关键作用Do-1 2]。 STZ侧脑室注射可引起大鼠学习记忆障碍及海马组织tau 蛋白AD特异性磷酸化位点Ser422的磷酸化水平增加,这对于 [7]tion endproducts[J].J Neural Transm,1998,105(4—5):439— 461. Lannert H,Hoyer S.Intracerebroventricu1ar administration of streptozotocin causes long—term diminutions in learning and memory abilities and in cerebral energy metabolism in adult rats [J].Behav Neurosci,1998,儿2:119—208. [8]Liu Y,Liu F,Iqbal K,et a1.Decreased glucose transporters eorre— late to abnormal hyperphos—phorylation of tau in Alzheimer’s dis— 进一步形成PHF/NFT非常重要,因而是较为理想的散发性 AD(SAD)模型,可用于AD的脑能量代谢及tau蛋白磷酸化方 面的研究。 easei J 1.FEBS Lett,2008,582(2):359—364. [9] Alonso A,Del C,Mederl Yova A,et a1.Promotion of hyperphos— phorylation by frontotempo—ral dementia taumutations[J].J Biol Chem,2004,279:34878—34881. 参考文献: [1]Blokland A,Jolles J.Spatial learning deficit and reduced hippocam pal ChAT activity in rats after an ICV injection of streptozotocIn rlO] Abraha A,Ghoshal N,Gambl In T C,eta1.C—terminal inhibition of tau assembly in vitro and in Alzheimer’s disease[J].J Cell Sei, 2000,113:3737—3745. [J].Pharmacol Biochem Behav,1993,44:491—494. [2] Sharma M,Gupta YK.Intracerebr0ventricu1ar injection of strepto zotocin in rats produces both oxidative stress in the brain and cog— [11]Haase C,Stieler J,Arend TT,et a1.Pseud0ph0sphory1ati。n of tau P rotein alters its ability for self—aggregation[J].J Neurochem, 2004,88:1509—1520. nitive impairment[J].Life Sciences,2000,68(9):1021—1029. r12] Ferrar IA,Hoerndl IF,Baech IT,et a1.Beta—amyloid induces [3]包新民,舒斯云.大鼠脑立体定向图谱[M].北京:人民卫生出版 社,1991:12一l8. paired helical filament—like tau filaments in tissue culture[J].J Biol Chem,2003,278:4O162—40168. [4]Hoyer S,Hennenberg N,Knappet S,et a1.Brain glucose metabo— lism is controlled by amplification and desensitizati0n of the neuro— 作者简介:第五永长(1971一),男,副主任医师,副教授,博士研究生,北 京中医药大学第一临床医学院博士研究生,现工作于陕西中医学院中医 临床医学院(邮编:712046);辛馥伶、李敏、赵娜,工作于陕西中医学院; 苗迎春、时晶,工作于北京中医药大学东直门医院。 (收稿日期:2010一O1—28) (本文编辑王雅洁) na1 insulin receptor[J].Ann NY Acad Sci,1996,777:374—379. [5]Frolich L,Blum—Degen D,Bernstein HG,et a1.Brain insulin and insulin receptors in aging and sporadic Alzheimer’s disease[J].J Neural Transm,1998,105(4—5):423—438. 缺血性卒中模型大鼠脑组织OMgp的 表达及中药干预作用 王中琳 摘要:目的 观察首鸟仙海片干预少突胶质细胞髓鞘糖蛋白(oMgp)在缺血性卒中模型大鼠脑组织中的表达,探讨其促进神经 再生的作用机制。方法 240只SD大鼠随机分为正常对照组、假手术组、模型组和药物组,并根据病程每组又分为3 d、1周、2周、4 周、6周5个亚组,每个亚组动物数为12只。用改良的Longa法制备大脑中动脉阻塞大鼠模型,药物组灌胃给予首乌仙海片水溶 液,余各组分别灌胃给予同剂量的蒸馏水。用免疫组织化学法观察各组大鼠梗死周边区脑组织0Mgp的表达。结果 模型组大鼠 脑内OMgp在梗死后即开始表达,2周时达到高峰,第6周时仍处于高表达状态,明显高于正常对照组(P<0.01)。药物组OMgp表 达与模型组比较均有统计学意义(P<O.05或P<0.01)。结论 首乌仙海片可抑制OMgp的表达,对神经再生有促进作用。 关键词:首乌仙海片;缺血性卒中;神经再生抑制因子;少突胶质细胞髓鞘糖蛋白;大鼠 中图分类号:R743.3 R255.2 文献标识码:A 文章编号:1672—1349(2010)08—0963—03 影响缺血性卒中神经再生和重塑的因素主要包括促进因素 和抑制因素,而抑制因素在神经再生过程中扮演着更为重要的 角色,能否有效解除抑制效应是中枢神经再生的关键l1 。迄今 1.1 材料 1.1.1动物和分组雄性SD大鼠 240只,体质量250 g~300 g,山东中医药大学实验动物中心提供,合格证号:鲁动质字 0002342。240只大鼠随机分为正常对照组、假手术组、模型组、 少突胶质细胞髓鞘糖蛋白(OMgp)是已发现的主要的抑制轴突 生长的蛋白之一。前期研究表明[2],滋补肝肾中药首乌仙海片 药物组,并根据脑缺血病程每组又分为3 d、1周、2周、4周、6周 共5个亚组,每个亚组各为12只。 可诱导缺血性卒中神经功能重塑,促进神经轴突的再生。本研 究通过观察首乌仙海片干预局灶性脑缺血模型大鼠脑组织中 OMgp含量的变化,进一步探讨中药在脑梗死后脑功能重塑中 的作用机制。 1材料与方法 1.1.2药物与试剂 首乌仙海片主要药物有制首乌、仙灵脾、 海马、桑寄生、草决明等,由山东鲁信药业有限公司提供,批号 2007030701,并按照成人剂量的2o倍[9 g/(kg・d)]将其制成 

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