姜黄素对高果糖模型小鼠海马神经炎症的改善作用及其机制研究

发布时间：2017-05-24 09:19

  本文关键词：姜黄素对高果糖模型小鼠海马神经炎症的改善作用及其机制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究背景：已有研究证实肥胖易引起脑组织星形胶质细胞和小胶质细胞激活、聚集并发生神经炎症反应,导致神经元功能损伤。趋化因子CX3CL1-CX3CR1(Chemokine (C-X3-C motif) ligand 1-chemokine (C-X3-C motif) receptor 1)轴所介导的信号通路在胶质细胞激活和炎症反应中起重要作用。姜黄素具有抑制神经炎症和保护神经元的作用,但其是否有效逆转高果糖摄入引起海马神经炎症及可能的分子机制尚需进一步探索。本文在高果糖饮食喂养小鼠模型上,以CX3CL1-CX3CR1轴为切入点研究姜黄素抑制模型动物神经炎症、保护神经元的作用及其可能的分子机制。研究方法：雄性ICR(Institute of Cancer Research)小鼠每天饲喂10%的果糖饲料并同时给予姜黄素(20,40和80 mg/kg)8周,并以30 mg/kg吡格列酮(Pioglitazone)作为阳性药物对照组参与实验。采用BP2000无创大小鼠血压计测量小鼠血压；用口服葡萄糖耐受量实验(oral glucose tolerance test, OGTT)方法评价小鼠胰岛素抵抗水平；采用ELISA法测定血清,海马组织,肝脏组织和星形胶质细胞中Tumor Necrosis Factor-α(TNF-α)、Interleukin-1β(IL-1β)、 Interleukin-6 (IL-6)、CX3CL1和CX3CR1的含量；使用实时定量q-PCR方法测定海马组织中TNF-α、IL-1β、IL-6、CX3CL1、CX3CR1、Glial fibrillary acidic protein (GFAP)、Ionized calcium binding adapter molecule (Iba-1)和Monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1)在0-8周期间的mRNA动态表达水平；使用实时定量q-PCR方法测定小胶质细胞和星形胶质细胞共培养中TNF-α、IL-1β、IL-6、CX3CL1、CX3CR1、GFAP、Iba-1和MCP-1 mRNA的变化。采用免疫荧光考察海马区CX3CL1蛋白的表达水平。采用Western blotting法测定胶质细胞中相关蛋白的表达。研究结果：研究证实,高果糖能够诱导ICR小鼠产生代谢综合征与系统性炎症的同时,血清和肝脏中CX3CL1的表达水平明显升高。而高果糖诱导小鼠海马区域促炎性细胞因子包括IL-1p和TNF-a,先急剧增加,而后趋于稳定。IL-6的表达水平56天时明显高于正常水平。模型动物海马区域CX3CL1和CX3CR1的表达在28天之前持续增加,56天时却明显低于正常组动物水平,此变化与GFAP的变化相一致。而MCP-1和Iba1的表达持续增加。荧光免疫方法进一步研究观察到,果糖诱导小鼠海马CA区的CX3CL1表达、神经元和星形胶质细胞数量没有明显变化,但DG区CX3CL1表达、神经元和星形胶质细胞数量却明显减少。这些结果均提示果糖诱导小鼠体内CX3CL1-CX3CR1轴激活可能是系统性炎症发生的关键因素。而海马区慢性炎症会导致DG区神经元损伤和星形胶质细胞合成CX3CL1和GFAP的功能下降。发现姜黄素能够有效改善模型小鼠胰岛素抵抗与血压升高,抑制血清和肝脏中促神经炎症因子和CX3CL1水平。其次,姜黄素对模型小鼠海马DG区和CA区神经元、小胶质细胞和星形胶质细胞炎症反应与激活具有抑制作用。进一步研究发现姜黄素可通过抑制核转录因子nuclear factor kB(NF-KB)信号通路的激活及其磷酸化,以降低CX3CL1-CX3CR1轴的表达水平,缓解海马区域炎症因子的表达上调,进而减轻海马DG区星形胶质细胞与神经元的损伤。体外实验证实,果糖能干预星形胶质细胞能而增加GFAP蛋白表达,并上调CX3CL1表达。而在星形胶质细胞与小胶质细胞共培养体系上发现CX3CL1表达与果糖刺激时间呈现出非典型依赖关系,在干预前期(0-24小时),果糖诱导CX3CL1和CX3CR1表达显著上调,而在干预后期(24-48小时),CX3CL1表达水平不断下降,并且与GFAP表达趋势一致。而IL-1p和TNF-a表达却持续上升,这与Iba-1变化一致。这些体外实验结果进一步证实了果糖干预前期同时激活了星形胶质细胞与小胶质细胞,CX3CL1-CX3CR1轴表达水平升高,促进炎性细胞因子的产生；而在干预后期星形胶质细胞过度受损,使合成CX3CL1和GFAP的功能下降。姜黄素的后期干预能抑制胶质细胞激活和CX3CL1-CX3CR1轴表达水平,抑制细胞产生炎症因子,具有保护星形胶质细胞的功能。结论：本文研究结果表明,高果糖能够诱导代谢综合症小鼠海马DG区域胶质细胞激活、CX3CL1-CX3CR1轴活化应答并释放促炎性细胞因子。姜黄能够通过抑制星形胶质细胞与小胶质细胞之间CX3CL1-CX3CR1轴表达水平,减轻其神经炎症反应、胶质细胞激活和聚集,具有神经保护作用。这些研究结果将为姜黄素预防饮食性肥胖相关的中枢神经损伤提供了理论数据。
【关键词】：果糖 神经炎症 CX3CL1-CX3CR1轴 姜黄素
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R285.5
【目录】：

• 缩略词表8-10
• 本课题研究整体思路与技术路线10-11
• 摘要11-14
• ABSTRACT14-17
• 第一部分 综述17-32
• 1 姜黄素的研究概况17-19
• 1.1 姜黄素的基本概况17
• 1.2 姜黄素主要药理作用研究概况17-19
• 1.2.1 姜黄素对炎症的作用17-18
• 1.2.2 姜黄素对脂代谢的影响18
• 1.2.3 姜黄素的抗菌与抗癌作用18-19
• 1.2.4 姜黄素对神经元的保护作用19
• 2 高果糖、代谢综合征和中枢神经炎症19-21
• 2.1 高果糖与代谢综合征19-20
• 2.2 高果糖与中枢神经炎症20
• 2.3 胶质细胞在中枢神经炎症反应中的作用及机制20-21
• 2.4 CX3CL1-CX3CR1轴在中枢神经炎症反应中的的作用及机制21
• 3 海马区神经炎症反应及功能损伤21-23
• 3.1 海马CA区与DG区在海马神经炎症反应中的作用22
• 3.2 胶质细胞激活对海马神经炎症的影响22-23
• 4 立题意义与主要研究内容23-24
• 4.1 课题研究意义23
• 4.2 研究内容23-24
• 参考文献24-32
• 第二部分 实验部分32-68
• 1 引言32-34
• 2 实验材料34-36
• 2.1 实验试剂及相关配制34-35
• 2.2 实验仪器35-36
• 2.3 实验动物36
• 3 实验步骤36-42
• 3.1 果糖喂养ICR小鼠模型的建立36
• 3.2 口服葡萄糖耐受量试验(OGTT)36-37
• 3.3 血压实验(Blood pressure)37
• 3.4 组织收集与处理37
• 3.5 生化指标测定37
• 3.6 实时定量荧光q-PCR测定相关基因的表达37-39
• 3.6.1 海马区组织RNA提取37-38
• 3.6.2 海马区组织RNA反转录38
• 3.6.3 实时荧光定量PCR检测38-39
• 3.7 组织免疫荧光检测39-40
• 3.8 Western blotting法检测胶质细胞中相关蛋白的表达40-42
• 3.9 统计分析42
• 4 实验结果42-63
• 4.1 姜黄素对高果糖诱导的小鼠生理生化指标的影响42-49
• 4.1.1 姜黄素对高果糖诱导的小鼠体重增长、果糖水饮水量的影响42-44
• 4.1.2 姜黄素对高果糖诱导的小鼠胰岛素抵抗的改善作用44-46
• 4.1.3 姜黄素对高果糖诱导的小鼠血压的改善作用46
• 4.1.4 姜黄素对高果糖诱导的小鼠肝脏与外周炎症反应的改善作用46-49
• 4.2 姜黄素对高果糖诱导的小鼠海马区神经炎症损伤的抑制作用49-60
• 4.2.1 姜黄素对高果糖诱导的小鼠海马区前神经炎症因子基因表达的影响49-50
• 4.2.2 姜黄素对高果糖诱导的小鼠海马区胶质细胞激活和CX3CL1-CX3CR1轴活性的影响50-54
• 4.2.3 姜黄素对高果糖诱导的小鼠海马CA区和DG区趋化因子CX3CL1的表达水平的影响54-56
• 4.2.4 姜黄素对高果糖诱导的小鼠海马CA区和DG区神经元和星形胶质细胞的影响56-60
• 4.3 姜黄素对高果糖诱导的体外培养的胶质细胞炎症反应的抑制作用60-63
• 4.3.1 高果糖对体外培养的星形胶质细胞标志物GFAP与趋化因子CX3CL1基因表达变化60-61
• 4.3.2 姜黄素对高果糖诱导的体外星形胶质细胞与小胶质细胞共培养中相关因子和标志物的基因表达水平61-63
• 5 讨论63-65
• 6 小结65-66
• 7 本课题主要创新点66-67
• 8 展望67-68
• 参考文献68-73
• 附录73-74
• 致谢74-75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李洁;薛文鑫;牛龙刚;师锐赞;张明升;梁月琴;;高果糖诱导大鼠胰岛素敏感性及血压改变[J];山西医科大学学报;2007年09期

2 任路平;宋光耀;李凡;孙文;胡丽叶;彭兰博;;长期高果糖饮食喂养对大鼠肝脏脂质沉积和炎症通路的影响[J];中国老年学杂志;2013年04期

3 ;高果糖玉米糖浆与糖尿病有关[J];基础医学与临床;2014年03期

4 高志强;陆付耳;冷三华;谢美娟;徐丽君;王开富;邹欣;;小檗碱对高果糖饲养诱导胰岛素抵抗大鼠肝组织HNF-4α表达的影响[J];世界华人消化杂志;2008年15期

5 刘小青;张冰;林志健;孔悦;杨红莲;庄红艳;;高果糖大鼠血清TG、UA、血糖的动态变化规律及机制研究[J];中国病理生理杂志;2009年04期

6 胡志娟;任路平;王超;李芳;董春霞;李刚;刘冰;宋光耀;;鹅去氧胆酸对高果糖喂养大鼠肾脏脂质合成和分解代谢的影响[J];中国老年学杂志;2014年12期

7 赵玉岩,卢庆华,都健,刘国良;高果糖诱导IR大鼠模型血清脂质代谢的改变及意义[J];中国医科大学学报;2004年01期

8 胡志娟;任路平;王超;李芳;董春霞;李刚;刘冰;宋光耀;;鹅去氧胆酸对高果糖喂养致大鼠脂质肾毒性中纤维化、炎症和氧化应激的影响[J];中国老年学杂志;2014年11期

9 柯小淘;;高果糖饮食可致高血压?[J];心血管病防治知识;2010年09期

10 沈敏;王振林;;膳食变化与肥胖的流行:Fluoride假说[J];国外医学(医学地理分册);2005年04期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 张珠华;金杰;张洪梅;苏青;;高脂高果糖饮食建立伴肥胖的2型糖尿病ICR小鼠模型[A];中华医学会第十次全国内分泌学学术会议论文汇编[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 于贤;内质网应激在高果糖诱导HepG2细胞脂质从头合成中的作用[D];河北医科大学;2015年

2 赵永才;内质网应激对高果糖喂养大鼠胰岛功能的影响及机制研究[D];河北医科大学;2015年

3 任路平;高果糖、高脂饮食致小鼠脂肪肝机制的探讨[D];河北医科大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 吴淑娴;妊娠期小鼠肝脏脂质代谢特点以及高果糖饮食对其的影响[D];安徽医科大学;2015年

2 徐敏轩;姜黄素对高果糖模型小鼠海马神经炎症的改善作用及其机制研究[D];南京大学;2015年

  本文关键词：姜黄素对高果糖模型小鼠海马神经炎症的改善作用及其机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：390399