β-羟丁酸抑制淀粉β样蛋白介导的神经细胞氧化应激和凋亡的机制研究
发布时间：2020-07-23 06:14
【摘要】：β-羟丁酸（β-HB）是一个内源性的组蛋白去乙酰化酶（HDACs）抑制剂，它可以通过调节Foxo3a和Mt2，起到抗氧化作用；此外，体外实验也验证了β-HB能够保护双氧水造成的氧化性损伤，说明β-HB具有抗氧化作用。淀粉样β蛋白（amyloid-beta peptide，Aβ）在大脑内的聚集和沉淀能够造成神经细胞产生ROS，使细胞发生氧化应激和凋亡。Aβ对神经细胞的氧化性损伤被认为是阿尔兹海默病（Alzheimer's disease，AD）发病机制中的重要一环。目前，关于β-HB对Aβ造成的氧化应激和细胞凋亡是否有作用的相关研究未见报告。因此本研究以Aβ诱导的神经细胞损伤（PC12细胞）体外模型和Aβ海马内注射建立大鼠AD氧化凋亡模型，同时给予外源性β-HB进行保护性治疗进行相关机制研究。 为了验证β-HB是否具有保护效果，我们对PC12细胞进行了MTT活力分析和细胞凋亡分析（AO/EB染色和Annexin V/PI双染色）。1mM-4mM的β-HB可以明显地抑制Aβ引起的PC12细胞死亡，并且保护效果成剂量依赖性。β-HB保护组的细胞凋亡率显著低于Aβ刺激组，这表明β-HB能够抑制Aβ引起的氧化凋亡。 为了进一步探索β-HB的保护机制，我们检测多个氧化指标和抗氧化指标，包括MDA含量，抗氧化酶(SOD、CAT)活力和相应基因表达的变化，ROS和Ca2+浓度以及Nrf2核内水平。体外实验结果显示，β-HB预处理可以明显地减少Aβ诱导的ROS产生、胞内钙超载和脂质过氧化，上调Nrf2表达，CAT和Mn SOD的基因表达和酶活力，从而阻止了Aβ引起的细胞抗氧化能力下降。结果说明β-HB能够增强细胞的抗氧化能力。 接下来，我们检测了凋亡相关蛋白caspase-12、9、3，AIF，Endo G，Bax，Bcl-2，P53的变化情况。体外实验结果表明，β-HB显著地抑制了Aβ诱导的caspase-12、9、3的活化，AIF、Endo G的释放和Endo G的入核， Bax表达上调和Bcl-2表达下调，以及p53磷酸化。说明β-HB抑制Aβ介导的凋亡蛋白活化。 体外实验发现β-HB能够保护Aβ介导PC12细胞氧化凋亡，为了进一步验证β-HB的保护效果，我们以Aβ海马内注射建立大鼠AD氧化凋亡模型为研究对象观察β-HB的保护效果。病理组织学检查和TUNEL凋亡分析显示，在Aβ模型组，海马组织内呈现出核仁模糊不清、胞核与胞浆界限不清、细胞排列无序等现象以及凋亡神经元数量增多；而β-HB预处理有效地改善了海马组织损伤和抑制了神经元凋亡。MDA含量和抗氧化酶（SOD、CAT）活力检测显示与体外实验结果一致。凋亡相关蛋白caspase-12、9、3，AIF，Endo G，Bax，Bcl-2，P53结果与体外实验一致。 综合体内实验和体外实验的结果，可以确认β-HB能够调节Nrf2提高神经细胞的抗氧化能力，通过内质网和线粒体凋亡途径，抑制Aβ介导的海马组织和PC12细胞氧化应激和细胞凋亡。本研究为β-HB的神经保护作用和AD的防治提供了理论依据。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749.16
【图文】：
图 1. β-HB 对 Aβ 介导 PC12 细胞死亡的影响Fig. 1. Effects of β-HB on Aβ-induced cell death in PC-121.3.2 β-HB 对 Aβ 介导 PC12 细胞内 ROS 的影响细胞氧化应激可以介导细胞凋亡，因此我们用 DCFH-DA 标记细胞内ROS，检测 ROS 的水平。如图 2 所示，Aβ 组明显升高了 PC12 细胞内 ROS 水平，与空白组相比，增加 3 倍以上。β-HB 保护组与 Aβ 组相比，明显减少 ROS 水平，且呈剂量依赖性减少。
图 1. β-HB 对 Aβ 介导 PC12 细胞死亡的影响Fig. 1. Effects of β-HB on Aβ-induced cell death in P Aβ 介导 PC12 细胞内 ROS 的影响化应激可以介导细胞凋亡，因此我们用 DCFH-DS 的水平。如图 2 所示，Aβ 组明显升高了 PC12 细胞，增加 3 倍以上。β-HB 保护组与 Aβ 组相比，明显减性减少。
图 3. β-HB 对 Aβ 介导 PC12 细胞内 Ca2+浓度的影Effects of β-HB on Aβ-induced intracellular Ca2+lev Aβ 介导 PC12 细胞内 MDA 的影响胞实验我们检测了 MDA 水平，如图 4，结果显示，MDA 水平，与空白组相比，增加将近 2.8 倍以上。DA 水平明显减少，且呈剂量依赖性。
本文编号：2766967
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749.16
【图文】：
图 1. β-HB 对 Aβ 介导 PC12 细胞死亡的影响Fig. 1. Effects of β-HB on Aβ-induced cell death in PC-121.3.2 β-HB 对 Aβ 介导 PC12 细胞内 ROS 的影响细胞氧化应激可以介导细胞凋亡，因此我们用 DCFH-DA 标记细胞内ROS，检测 ROS 的水平。如图 2 所示，Aβ 组明显升高了 PC12 细胞内 ROS 水平，与空白组相比，增加 3 倍以上。β-HB 保护组与 Aβ 组相比，明显减少 ROS 水平，且呈剂量依赖性减少。
图 1. β-HB 对 Aβ 介导 PC12 细胞死亡的影响Fig. 1. Effects of β-HB on Aβ-induced cell death in P Aβ 介导 PC12 细胞内 ROS 的影响化应激可以介导细胞凋亡，因此我们用 DCFH-DS 的水平。如图 2 所示，Aβ 组明显升高了 PC12 细胞，增加 3 倍以上。β-HB 保护组与 Aβ 组相比，明显减性减少。
图 3. β-HB 对 Aβ 介导 PC12 细胞内 Ca2+浓度的影Effects of β-HB on Aβ-induced intracellular Ca2+lev Aβ 介导 PC12 细胞内 MDA 的影响胞实验我们检测了 MDA 水平，如图 4，结果显示，MDA 水平，与空白组相比，增加将近 2.8 倍以上。DA 水平明显减少，且呈剂量依赖性。
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 郭超凡;周剑;吴晓亮;蒋晖;鲁凯伍;陈建庭;吴增晖;虞容豪;刘捷;朱青安;;生酮饮食治疗急性脊髓损伤的安全性和可行性[J];南方医科大学学报;2014年04期
2 朱登纳;谢蒙蒙;王俊辉;王军;马德有;孙莉;李林琛;王明梅;;生酮饮食添加治疗儿童难治性癫vN的前瞻性研究[J];中国当代儿科杂志;2014年05期
本文编号：2766967
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