淫羊藿苷及淫羊藿素通过GPER和IGF-1R抑制小胶质细胞炎症反应保护多巴胺能神经元的实验研究

发布时间：2017-12-06 15:09

  本文关键词：淫羊藿苷及淫羊藿素通过GPER和IGF-1R抑制小胶质细胞炎症反应保护多巴胺能神经元的实验研究

  更多相关文章： 淫羊藿苷 淫羊藿素 G蛋白偶联雌激素受体 胰岛素样生长因子-1受体 帕金森病

【摘要】：帕金森病(Parkinson's Disease,PD)以黑质致密带(substantia nigra par compacta,SNpc)多巴胺能神经元的进行性变性、缺失为主要病变。越来越多的研究证明神经炎症在PD的发病中起着重要作用。小胶质细胞是中枢神经系统(central nervous system,CNS)内的重要免疫感受效应细胞,研究指出多巴胺能神经元易受炎症侵袭的影响,PD患者的PET影像结果显示小胶质细胞的活化与多巴胺能神经元的丧失平行发生,提示炎症反应和PD的发病密切相关。因此通过药物的抗炎作用,保护中脑黑质多巴胺能神经元,延缓PD的进展,成为PD治疗的新策略。淫羊藿苷(icariin,ICA)是从淫羊藿中分离提取的黄酮类化合物,是淫羊藿的主要活性成分。研究显示,口服ICA后,经消化道内肠道菌群的水解反应,可生成淫羊藿素(icaritin,ICT)。文献报道,ICA有神经保护作用,能够改善老年大鼠的认知障碍,激活海马静止状态的神经干细胞。ICA可以抑制原代培养下丘脑神经元的凋亡。此外,ICA具有明显的抗炎作用。Zeng KW等报道,ICA能通过抑制TAK1/IKK/NF-κB和JNK/p38 MAPK信号途径,对抗脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)对原代培养的皮层小胶质细胞的激活作用。但在帕金森病炎症模型,ICA是否能够对抗炎性因子对中脑黑质多巴胺能神经元的损伤及其详细的抗炎机制,目前研究较少。近年来的研究显示,ICT作为ICA的水解衍生物,属于植物雌激素,具有类雌激素样作用,能发挥雌激素样的神经保护作用和抗炎作用。但ICA和ICT是通过何种细胞膜靶蛋白发挥其抗炎作用,目前仍然不明确。G蛋白偶联雌激素受体(G protein-coupled estrogen receptor,GPER)是7次跨膜G蛋白偶联受体家族中的一员。研究表明,雌激素的抗炎和神经保护作用与GPER介导的快速非基因组效应密切相关。雌激素与GPER结合后,通过G蛋白,激活腺苷酸环化酶、磷脂酶C及生长因子受体等信号途径,快速调控细胞的功能活动,发挥其生物学作用。研究报道,在黑质和纹状体GPER广泛表达,而且雌激素对多巴胺能神经元的保护作用与GPER关系密切。Ma HR等报道,ICA、ICT可通过GPER、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)介导的丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路刺激乳腺癌细胞SKBr3细胞的增生。我们课题组前期的工作证实ICT可通过胰岛素样生长因子-1受体(insulin-like growth factor-I receptor,IGF-1R)信号途径对抗神经毒素1-甲基-4苯基-吡啶离子(1-methyl-4-phenylpyridinium ion,MPP+)对多巴胺能神经元MES23.5细胞的损伤。应用神经毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)制备的PD小鼠模型,证明ICA能够对抗神经毒素MPTP对黑质多巴胺能神经元的损伤,其作用机制可能与MEK/ERK与PI3K/Akt信号通路的激活有关。鉴于以上研究背景,我们提出ICA、ICT是否通过GPER与IGF-1R介导的信号途径发挥抗炎的神经保护作用?我们研究的第一部分通过LPS作用于BV2小胶质细胞建立炎症模型,从离体细胞水平探讨GPER和IGF-1R在ICA、ICT抗炎机制中所发挥的作用。第二部分通过黑质内单侧注射LPS建立去卵巢大鼠PD炎症模型,从整体水平进一步探讨ICA能否通过GPER和IGF-1R抑制小胶质细胞的炎症反应从而保护DA能神经元。1.淫羊藿苷(ICA)及淫羊藿素(ICT)通过GPER和IGF-1R抑制BV2小胶质细胞炎症反应的实验研究LPS建立BV2小胶质细胞炎症模型,应用GPER阻断剂G15或IGF-1R阻断剂JB-1与ICA或ICT共同处理细胞,采用实时荧光定量PCR和免疫印迹技术,探究ICA和ICT通过GPER和IGF-1R发挥抗炎作用的机制。结果如下:(1)LPS组炎性因子TNF-α、IL-1β、COX-2和i NOS的m RNA表达水平明显升高(P0.05)。不同浓度的ICA(1,10,20,50μM)、ICT(1,10,20,50μM)预保护,能不同程度地抑制以上炎性因子的基因表达,其中10μM和20μM的ICA和ICT作用最明显(P0.05,P0.01,P0.001),在后续实验中,我们选用10μM的ICA和ICT。(2)GPER阻断剂G15能阻断ICA、ICT在基因水平对LPS诱导的炎性因子TNF-α、IL-1β、COX-2和i NOS表达的抑制作用(P0.05,P0.01)。(3)IGF-1R阻断剂JB-1亦能阻断ICA、ICT在基因水平对LPS诱导的抑制炎性因子TNF-α、IL-1β、COX-2和i NOS表达的作用(P0.05,P0.01,P0.001)。(4)ICA及ICT能明显抑制LPS诱导的BV2小胶质细胞COX-2和i NOS蛋白表达的增加(P0.01,P0.001),此作用可被G15或JB-1所阻断(P0.05,P0.001)。(5)LPS组MAPKs蛋白(ERK、p38、JNK)的磷酸化水平明显增加(P0.05,P0.01);ICA、ICT能不同程度地抑制LPS诱导的MAPKs蛋白的磷酸化水平(P0.05,P0.01,P0.001);G15或JB-1可阻断ICA、ICT的保护作用(P0.05,P0.01,P0.001)。(6)LPS组IκB蛋白的磷酸化水平亦明显增加(P0.05,P0.01);ICA、ICT能明显抑制LPS诱导的IκB蛋白的磷酸化水平(P0.01,P0.001);此保护作用可被G15或JB-1所阻断(P0.01)。上述结果提示,ICA、ICT能够通过GPER和IGF-1R介导的信号通路抑制BV2小胶质细胞的炎症反应。2.淫羊藿苷(ICA)通过GPER和IGF-1R抑制大鼠小胶质细胞炎症反应保护黑质多巴胺能神经元的机制研究采用黑质内单侧注射LPS建立去卵巢大鼠PD炎症模型,灌胃给予ICA(10mg/kg),通过腹腔注射阿扑吗啡(apomorphine,APO)诱导大鼠的旋转行为。采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)、实时PCR、免疫印记等多种评价方法,系统探讨了ICA通过抑制炎症反应保护多巴胺能神经元的分子机制。结果如下:(1)旋转行为:LPS炎症模型组,APO诱导的大鼠旋转圈数较对照组明显增加(P0.001);ICA(10 mg/kg)给药保护组的旋转圈数与LPS组相比明显减少(P0.001),此作用可被GPER阻断剂G15或IGF-1R阻断剂JB-1所阻断(P0.001)。ICA单用组大鼠无明显的旋转行为。(2)HPLC结果显示,损伤侧LPS组纹状体(striatum,Str)内的多巴胺(dopamine,DA)及其代谢产物高香草酸(homovanillic acid,HVA)、二羟基苯乙酸(dihydroxyphenylacetic acid,DOPAC)含量比对照组含量明显减少(P0.001);ICA给药组大鼠损伤侧Str内的DA、DOPAC和HVA均明显增高,与LPS组相比具有显著差异(P0.05,P0.01),G15或JB-1可阻断此作用(P0.05,P0.01,P0.001)。ICA单用组DA、DOPAC和HVA的含量与对照组没有差异。(3)单侧黑质注射LPS导致损伤侧黑质内TH免疫阳性神经元数目较未损伤侧明显减少,存活率只有未损伤侧的37%;损伤侧TH蛋白的表达也较对照组明显减少(P0.01,P0.001);ICA给药组大鼠损伤侧TH阳性神经元数目及TH蛋白的表达均明显高于LPS组损伤侧(P0.05,P0.01),TH阳性神经元存活率均超过60%,此作用可被G15或JB-1阻断(P0.05,P0.01)。ICA单用组TH免疫阳性神经元数目和TH蛋白表达与对照组没有差异。(4)免疫组化结果显示LPS组损伤侧黑质内小胶质细胞呈现过度激活态,并且数目明显增多;给予ICA保护后,能明显抑制损伤侧黑质内活化的小胶质细胞的数目及激活程度,此作用可被G15或JB-1阻断。ICA单用组小胶质细胞没有明显的激活。(5)实时荧光定量PCR结果显示,LPS组黑质内IL-1β、TNF-α和i NOS m RNA的表达水平明显高于对照组(P0.001);而ICA给药组炎性因子的m RNA表达水平则明显降低(P0.01,P0.001);上述ICA的保护作用可以被G15或JB-1所阻断(P0.05,P0.01)。ICA单用组黑质内IL-1β、TNF-α和i NOS m RNA表达与对照组没有差异。(6)LPS组黑质内的COX-2和i NOS蛋白表达水平明显高于对照组(P0.01);ICA能明显抑制LPS组COX-2和i NOS蛋白表达的增加(P0.05,P0.001),此作用可被GPER阻断剂G15或IGF-1R阻断剂JB-1所阻断(P0.05,P0.01)。ICA单用组黑质内COX-2和i NOS蛋白表达与对照组没有差异。(7)LPS组损伤侧黑质内ERK、P38及JNK的磷酸化水平明显高于对照组(P0.05,P0.01);而ICA+LPS组上述蛋白的磷酸化水平则被明显抑制(P0.05,P0.01),此作用可被G15或JB-1所阻断(P0.05)。(8)LPS组损伤侧黑质内IGF-1R表达明显低于对照组(P0.01);而ICA+LPS组IGF-1R的表达与LPS组相比明显上调(P0.01),G15或JB-1可阻断ICA的保护作用(P0.05)。以上结果提示,ICA可通过GPER、IGF-1R信号途径抑制小胶质细胞的炎症反应,减轻其对黑质DA能神经元的损伤。结论:在离体细胞水平,ICA、ICT能够对抗LPS诱导的BV2小胶质细胞的炎症反应。在整体动物水平,ICA能够抑制LPS导致的PD炎症大鼠黑质小胶质细胞的过度激活从而保护DA能神经元。GPER、IGF-1R信号途径参与了ICA、ICT的抗炎神经保护作用。本研究为PD的治疗提供了新的实验依据和靶点。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R742.5

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贡志刚,Guido Nikkhah,黄强,兰青;胎鼠多巴胺能神经元前体细胞体外扩增和诱导分化的初步研究[J];江苏医药;2003年05期

2 盛文利,朱良付,曾进胜,黄如训;杂种多巴胺能神经元细胞系的体外分化和形态学特征[J];中国神经精神疾病杂志;2004年01期

3 陈梅玲;沈岳飞;;影响多巴胺能神经元体内外分化的因素[J];基础医学与临床;2008年04期

4 范东艳;王苹;刘然;牛凤兰;杜波;;小胶质细胞活化刺激骨髓间充质干细胞释放胶质细胞源性神经营养因子保护多巴胺能神经元的实验[J];中国组织工程研究与临床康复;2010年06期

5 夏立平;李凌云;费喜峰;梁中琴;;自噬参与6-羟基多巴胺诱导多巴胺能神经元死亡的实验观察[J];南方医科大学学报;2010年12期

6 王大力;赵鹏;刘强;王彦;赵辉;彭延波;杜利清;;脂多糖诱导小胶质细胞活化对多巴胺能神经元的损伤作用[J];中华临床医师杂志(电子版);2012年08期

7 牛平,吕永利,王耀山,何祥;碱性成纤维细胞生长因子对体外培养多巴胺能神经元营养作用[J];中国医科大学学报;2001年06期

8 张文华,王晓民,杨扬,薛冰,崔振中,吴承远,韩济生;人胶质细胞源性神经营养因子基因工程细胞保护多巴胺能神经元的实验研究[J];中华医学杂志;2001年22期

9 李庆国,林志国,刘恩重,戴钦舜;神经干细胞向多巴胺能神经元分化的条件[J];中华神经外科杂志;2002年02期

10 姜晓兵,赵洪洋,周凤,刘如恩,周伟,张建国;稳定表达GDNF/EGFP融合基因的骨髓基质干细胞对多巴胺能神经元的保护作用[J];中国神经科学杂志;2004年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张艳新;李军泉;徐群渊;;炎症因素与黑质多巴胺能神经元选择性变性相关性研究[A];Proceedings of the 8th Biennial Conference of the Chinese Society for Neuroscience[C];2009年

2 刘彬;谢俊霞;;雌激素及白凤丸对中枢多巴胺能神经元的调节和保护作用[A];中国生理学会张锡钧基金会第八届全国青年优秀生理学学术论文综合摘要[C];2003年

3 汪锡金;叶民;张宇红;陈生弟;;白细胞介素-10抑制促炎因子生成保护多巴胺能神经元[A];第十一届全国神经病学学术会议论文汇编[C];2008年

4 周爱霞;杨慧;;野生型α-synuclein过表达对大鼠多巴胺能神经元的影响[A];中国神经科学学会第六届学术会议暨学会成立十周年庆祝大会论文摘要汇编[C];2005年

5 郑超;汪萌芽;Jie WU;;κ-阿片受体对大鼠腹侧被盖区多巴胺能神经元自发放电的差异性调节作用[A];Proceedings of the 8th Biennial Conference of the Chinese Society for Neuroscience[C];2009年

6 董晓莉;谢俊霞;;雌激素和类雌激素对杏仁核多巴胺能神经元功能的影响[A];中国生理学会第21届全国代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2002年

7 张振涛;曹学兵;孙圣刚;王岚;乔娴;刘红进;;蛋白酶体抑制剂诱导多巴胺能神经元重启细胞周期的作用及机制[A];第九次全国神经病学学术大会论文汇编[C];2006年

8 李宝园;丰玲;王雁春;郭敏芳;马存根;;睾丸支持细胞诱导大鼠神经干细胞向多巴胺能神经元分化作用研究[A];2008年神经内分泌暨神经免疫内分泌学术研讨会论文摘要汇编[C];2008年

9 王国权;赵忠新;赵瑛;;褪黑素对多巴胺能神经元的保护作用[A];中华医学会第七次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2004年

10 胡琦;康慧聪;刘小艳;许峰;朱隧强;;骨髓间充质干细胞分化为多巴胺能神经元的实验研究[A];第九次全国神经病学学术大会论文汇编[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 张中桥;培补肝肾药可保护多巴胺能神经元[N];中国医药报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 方伟;多巴胺能神经元轴突变性在MPTP诱导的帕金森病模型中的作用研究[D];第四军医大学;2015年

2 陈锐;DDIT4在甲基苯丙胺介导的神经毒性及心脏毒性中的作用[D];南方医科大学;2016年

3 赵振强;不同饲养层对人胚胎干细胞分化为多巴胺能神经元的影响[D];南方医科大学;2017年

4 姜明春;淫羊藿苷及淫羊藿素通过GPER和IGF-1R抑制小胶质细胞炎症反应保护多巴胺能神经元的实验研究[D];青岛大学;2017年

5 王晶;人类胚胎干细胞诱导分化为多巴胺能神经元的实验研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2008年

6 赵鹏;外源多巴胺对α-Synuclein过表达多巴胺能神经元的影响[D];天津医科大学;2009年

7 盛超;小鼠体细胞向多能性神经前体细胞和成熟多巴胺能神经元的直接转分化[D];东北农业大学;2012年

8 姚谦明;鼠骨髓源神经干细胞向多巴胺能神经元定向诱导分化[D];第一军医大学;2006年

9 何秀全;罗格列酮通过抑制小胶质细胞活化而保护多巴胺能神经元的研究[D];山东大学;2012年

10 钟善传;α-SYN和EN1在小鼠的发育学表达及其在PD模型中作用的实验研究[D];第三军医大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 梁小凤;6-羟基-1-氢-吲唑对MPTP帕金森病模型小鼠的保护作用[D];南方医科大学;2015年

2 相恒伟;Ndfip1对多巴胺能神经元的保护作用[D];青岛大学;2015年

3 付波;中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元参与抑郁发生的机制研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2016年

4 徐瑞;MiR-133b对帕金森病多巴胺能神经元模型轴突变性的影响[D];青岛大学;2016年

5 王月华;植酸对多巴胺能神经元保护作用机制的研究[D];青岛大学;2016年

6 卓毅;低氧微环境促进OM-MSCs增殖及向多巴胺能神经元分化的研究[D];湖南师范大学;2016年

7 王菊花;siRNA-PGC-1α对多巴胺能神经元线粒体信号转导的影响[D];福建医科大学;2014年

8 郑世茹;姜黄素通过IGF-1/Akt/FoxO3a通路保护多巴胺能神经元细胞[D];郑州大学;2016年

9 陈溪;PGC-1α过表达对PD模型细胞的线粒体和在体多巴胺能神经元的影响[D];河北师范大学;2017年

10 吕立;顺序性化学诱导促大鼠骨髓间充质干细胞向多巴胺能神经元分化治疗帕金森的实验研究[D];南京医科大学;2010年

，

本文编号：1259016