柴胡皂苷a對IL-1β刺激神經(jīng)元樣PC12細胞的干預(yù)作用及機制研究.pdf

1、一、目的與意義 癲癇是一組由大腦神經(jīng)元異常放電所引起的短暫中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失常為特征的慢性腦部疾病，其突出的臨床特點是具有反復(fù)發(fā)作性和每次發(fā)作的不可預(yù)知性，極大地影響了癲癇病患者的生活、工作和社會交往能力，降低了患者的生活質(zhì)量。據(jù)WHO統(tǒng)計，目前全球共有癲癇患者約5000萬人，其中80%的人在發(fā)展中國家。目前，我國癲癇患者人數(shù)已升至900萬之多，其中600萬病人每年仍有發(fā)作，并且每年有將近40萬的新發(fā)病人。 目前控制癲癇

2、仍以化學(xué)藥物為主，常用一線抗癲癇藥如苯妥英鈉、丙戊酸鈉、卡馬西平等可使70%～80%的癲癇患者發(fā)作得以控制，但由于這些藥物藥代動力學(xué)的局限性，致畸的可能性，對骨密度的影響，以及對認知功能產(chǎn)生的不良作用而導(dǎo)致癲癇患者生活質(zhì)量下降等因素，限制了其應(yīng)用。對于一些難治性癲癇雖然可選擇外科手術(shù)治療，但由于受到適應(yīng)癥的限制，且存在風(fēng)險大，費用昂貴及復(fù)發(fā)的可能，所以難治性癲癇目前仍以藥物治療為主，這就需要研發(fā)新的抗癲癇藥物。傳統(tǒng)中醫(yī)藥具有較好的抗癲癇

3、作用，但作用機制往往不明確，從單味中藥活性成分入手研究不僅能明確抗癲癇機制，還有利于促進中醫(yī)藥的現(xiàn)代化。 細胞因子是神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)信息交流的重要載體。一方面，中樞神經(jīng)系統(tǒng)各類組織細胞可產(chǎn)生多種細胞因子，這些細胞因子作為免疫神經(jīng)介質(zhì)直接影響腦細胞功能，并參與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、分泌和修復(fù)過程。另一方面，中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病可通過不同機制影響各類細胞因子的表達。癲癇作為一種免疫相關(guān)性神經(jīng)系統(tǒng)疾病，其發(fā)生發(fā)展與細胞因子更有著密切關(guān)聯(lián)。

4、IL-1β作為一種重要的細胞因子，其在癲癇發(fā)病機制中的作用，已被大量的實驗所證實。IL-1β參與了癲癇的發(fā)作過程，其作用的發(fā)揮是通過其相應(yīng)的高親和力受體IL-1RⅠ實現(xiàn)的。研究顯示IL-1β在癲癇發(fā)作所伴隨的神經(jīng)元損傷中起重要作用，IL-1β通過與神經(jīng)元細胞膜的IL-1RⅠ結(jié)合激活其興奮的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，其中長期效應(yīng)主要包括NF-κB高表達、MAPK通路所致的基因轉(zhuǎn)錄，最終引起神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能的改變；其短期效應(yīng)主要是通過激活激酶（如Src

5、、PI3K），引起快速的離子通道的改變主要為NMDA受體、AMPA受體的離子通道，進而使神經(jīng)細胞過度興奮。 柴胡皂苷a（SSa）為我國傳統(tǒng)中藥柴胡的主要藥理成分柴胡總皂苷的一種單體，前期的體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)柴胡總皂苷和SSa可以抗實驗性癲癇，柴胡總皂苷抑制慢性點燃大鼠GFAP的表達，SSa對IL-6誘導(dǎo)的大鼠腦電的癇性放電具有較好的抑制作用；此外，進一步的體外實驗證明SSa對谷氨酸激活的體外培養(yǎng)的大鼠海馬星形膠質(zhì)細胞具有較好的抑制作用

6、，還能夠抑制PTZ誘導(dǎo)的大鼠海馬星形膠質(zhì)細胞TNF-α釋放及TNFR1的高表達。為進一步探討SSa的抗癲癇機制，本實驗觀察了IL-1β對體外培養(yǎng)神經(jīng)元樣PC12細胞的影響及SSa的干預(yù)作用。 二、方法與內(nèi)容 1.PC12細胞株的培養(yǎng)和誘導(dǎo) 將鼠嗜鉻細胞瘤PC12細胞置于含DMEM/F12培養(yǎng)基[含10%（體積分數(shù)）熱滅活馬血清和5%（體積分數(shù)）胎牛血清]的培養(yǎng)瓶內(nèi)，于37℃5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待PC12細胞株

7、生長到對數(shù)生長期后用0.25%的胰酶消化后離心，離心（800r/min，5min）后棄掉上清，用DMEM/F12培養(yǎng)基將細胞重懸，并將細胞密度調(diào)整到一定濃度顯微鏡下計數(shù)后種植于培養(yǎng)板（6孔板或96孔板）；參照Dixon DN[21]誘導(dǎo)成神經(jīng)元樣細胞：細胞傳代24h后將細胞培養(yǎng)基換成含終濃度為50ng/ml的NGF的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)誘導(dǎo)5天，隔天換液一次，轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細胞模型即神經(jīng)元樣細胞后，即可用于實驗。 2.SSa對IL-1β刺

8、激神經(jīng)元樣PC12細胞細胞存活率的影響 運用MTT法檢測神經(jīng)元樣PC12細胞存活率。將鼠嗜鉻細胞瘤PC12細胞置于含DMEM/F12培養(yǎng)基[含10%（體積分數(shù)）熱滅活馬血清和5%（體積分數(shù)）胎牛血清]的培養(yǎng)瓶內(nèi)，于37℃5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待PC12細胞株生長到對數(shù)生長期后用0.25%的胰酶消化后離心，離心（800r/min，5min）后棄掉上清，用DMEM/F12培養(yǎng)基重懸細胞，將細胞密度調(diào)整到1×104個/ml顯微鏡下計

9、數(shù)后種植于96孔培養(yǎng)板，每孔加入200ul細胞懸液，于37℃5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。傳代24h后將細胞培養(yǎng)基換成含終濃度為50ng/ml的NGF的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)誘導(dǎo)5天，隔天換液一次，轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細胞模型即神經(jīng)元樣細胞后，細胞隨機（隨機方法參照文獻[20]）分為6組：分為A組（空白對照）、B組（加入IL-1β10ng/ml刺激）、C組（加入IL-1β10ng/ml+ SSa0.25mg/L）、D組（加入IL-1β10ng/mI+SSa0.

10、5mg/L）、E組（加入IL-1β10ng/ml+ SSa1mg/L）和F組（加入IL-1β10ng/ml+SSa2mg/L），每組設(shè)6個復(fù)孔，用DMEM/F12無血清培養(yǎng)基配制各組藥物，每孔加入200ul，藥物干預(yù)24h后以MTT法測OD值，重復(fù)實驗3次。 3.SSa對IL-1β刺激神經(jīng)元樣PC12細胞IL-IRⅠ和NF-κB p65蛋白表達的影響 運用western blotting方法分別檢測PC12細胞內(nèi)IL-1

11、RⅠ和NF-κB p65蛋白表達。將鼠嗜鉻細胞瘤PC12細胞置于含DMEM/F12培養(yǎng)基[含10%（體積分數(shù)）熱滅活馬血清和5%（體積分數(shù)）胎牛血清]的培養(yǎng)瓶內(nèi)，于37℃5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。待PC12細胞株生長到對數(shù)生長期后用0.25%的胰酶消化后離心，離心（800r/min，5min）后棄掉上清，用DMEM/F12培養(yǎng)基將細胞重懸，將細胞密度調(diào)整到2×105個/ml顯微鏡下計數(shù)后種植于六孔培養(yǎng)板，每孔加入1ml細胞懸液，于37℃5

12、%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)24h后將細胞培養(yǎng)基換成含終濃度為50ng/ml的NGF的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)誘導(dǎo)5天，隔天換液一次，轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細胞模型即神經(jīng)元樣細胞后，將細胞隨機分為5組：分為A組（空白對照）、B組（加入IL-1β10ng/ml刺激）、C組（加入IL-1β10ng/ml+SSa0.25mg/L）、D組（加入IL-1β10ng/ml+SSa0.5mg/L）、E組（加入IL-1β10ng/ml+SSa1mg/L）。用DMEM/F12無

13、血清培養(yǎng)基配制各組藥物，用藥物干預(yù)24h后，將培養(yǎng)的各組細胞用總蛋白提取試劑盒提取總蛋白，Bradford法進行蛋白定量確定上樣量，運用western blotting技術(shù)檢測IL-1RⅠ和NF-κB p65蛋白表達的變化，最后用HRP-ECL發(fā)光鑒定，用KODAK成像系統(tǒng)曝光獲取圖像，利用該成像儀綁定的軟件分析灰度值，進行定量分析，分別計算IL-1RⅠ、NF-κB p65條帶灰度值與β-actin條帶灰度值的比值，作為衡量該組樣品蛋白

14、水平的相對表達量。 4.統(tǒng)計方法 應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析處理。計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差（X±S）表示，各組MTT比色法結(jié)果和western blotting檢測結(jié)果比較采用單因素方差分析（One-way ANOVA），多重比較用LSD法，P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。 三、結(jié)論 1.SSa能提高IL-1β刺激神經(jīng)元樣PC12細胞的細胞存活率，在0.25mg/L～1mg/L濃度范圍內(nèi)隨

15、著SSa濃度的增大其提高神經(jīng)元樣PC12細胞存活率的作用也逐漸增強，呈劑量依賴性。當SSa濃度繼續(xù)升高到2mg/L時仍可以提高神經(jīng)元樣PC12細胞存活率，但當SSa的濃度為2mg/L時，由于細胞本身處于無血清環(huán)境，可能由于高濃度下細胞外滲透壓增高，反而表現(xiàn)出保護作用的下降，故在研究蛋白變化時未再研究此劑量組的作用。 2.一方面SSa可能通過抑制IL-1RⅠ蛋白表達進一步阻止NF-κB p65蛋白表達，從而阻斷IL-1β-IL-1