牛磺酸与DFP联合使用对铝致神经系统氧化损伤及细胞凋亡的保护作用

发布时间：2017-09-23 11:01

  本文关键词：牛磺酸与DFP联合使用对铝致神经系统氧化损伤及细胞凋亡的保护作用

  更多相关文章： 铝 DFP 牛磺酸 抗氧化系统 细胞凋亡

【摘要】：[目的]铝作为地壳中含量最多的金属元素,广泛存在于空气、水以及土壤中。因铝独特的理化性质,它被大量应用于水净化剂、餐具、食品包装、食品添加剂以及医药等领域。因此,机体接触并摄入铝的机会大大增加,铝蓄积会导致多种器官以及组织的毒性作用。其中,铝的神经毒性是研究热点之一,研究发现铝与多种神经退行性疾病存在联系,包括帕金森氏病(PD)、透析性脑病(DE)以及老年痴呆(AD)等。铝可以通过加强脂质过氧化水平,产生氧化损伤,进一步导致细胞凋亡,造成神经毒性。前期研究表明1,2-二甲基-3-羟基-吡啶酮(DFP)是一种螯合剂,可有效排铝,价格低廉,可口服,副作用小；牛磺酸是一种广泛存在的游离氨基酸,具有多种的生物学效应。关于牛磺酸与DFP联合作用对铝致大鼠神经系统氧化损伤及细胞凋亡影响的研究未见报道。本实验选择Wistar大鼠,采用六水氯化铝灌胃的方式建立铝中毒模型并用牛磺酸和DFP单独或联合使用进行解毒。通过测定抗氧化酶活力、氧化损伤情况、三磷酸腺苷酶(ATPase)活力和细胞凋亡相关基因以及蛋白的表达情况,研究和探讨牛磺酸与DFP联合作用拮抗铝致大鼠神经系统氧化损伤及细胞凋亡的作用。[方法]1.动物实验将84只健康雄性SPF级Wistar大鼠按体重(180-220g)随机分为7组,每组12只。采用灌胃方式进行染毒,每天1次。阴性对照组连续8周给予1.0 ml/d生理盐水。在前4周,铝染毒组、牛磺酸组、低剂量DFP组、高剂量DFP组、牛磺酸+低剂量DFP组以及牛磺酸+高剂量DFP组分别给予281.40 mg/kgAlCl3溶液；在后4周,各实验组分别给予1.0 ml生理盐水、400 mg/kg Tau.13.82 mg/kg DFP.27.44 mg/kg DFP.400 mg/kg Tau.400 mg/kg Tau;牛磺酸+低剂量DFP组以及牛磺酸+高剂量DFP组给予400 mg/kg Tau 6 h后分别给予13.82.27.44 mg/kg DFP。每组随机选择2只大鼠,麻醉后采用4%多聚甲醛灌注脑组织,用于海马细胞凋亡情况的检测。其他剩余大鼠在染毒结束后禁食24h,采用断头取血,收集血液,并迅速剖离出脑组织,分离出皮层和海马,保存备用。2.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠皮层抗氧化系统的影响在分离出大鼠皮层后,准确称重,按质量体积比加入4℃的生理盐水手动研磨制成大鼠皮层匀浆。对各组大鼠皮层丙二醛(MDA)含量以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)的活力值进行检测,以探究DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠皮层氧化损伤的恢复作用。3.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠血清抗氧化系统的影响大鼠断头取血后,静置离心收集血清。对各组大鼠血清丙二醛(MDA)含量以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)的活力值进行检测,以探究DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠血清氧化损伤的恢复作用。4.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠皮层中ATPase活力的影响在分离出大鼠皮层后,准确称重,按质量体积比加入4℃的生理盐水手动研磨制成大鼠皮层匀浆。对大鼠皮层中Mg2+-ATPase.Na+K+-ATPase和Ca2+-ATPase的活力进行测定,研究DFP与牛磺酸联合作用对铝致大鼠皮层ATPase活力下降的拮抗作用。5.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠全血中ATPase活力的影响取各组大鼠的部分抗凝全血制成溶血液。对大鼠全血中Mg2+-ATPase. Na+ K+-ATPase和Ca2+-ATPase的活力进行测定,研究DFP与牛磺酸联合作用对铝致大鼠全血中ATPase舌力下降的保护作用。6.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠海马细胞凋亡的影响染毒结束后,采用4%多聚甲醛进行灌注以固定大鼠脑组织,并制作石蜡切片。采用末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记测定法(TUNEL)法检测凋亡总体情况,RT-PCR法检测Bcl-2和Bax的mRNA表达水平,Western法检测Bcl-2、Bax和cleaved Caspase-3表达水平,研究DFP与牛磺酸联合作用对染铝致大鼠海马细胞凋亡的拮抗作用。[结果]1.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠皮层抗氧化系统的影响与阴性对照相比,铝染毒组的大鼠大脑皮层中SOD以及GSH-Px活力明显降低,MDA含量显著上升,差异有统计学意义(P0.05)。与铝染毒组相比,牛磺酸组、高剂量DFP组、牛磺酸+低剂量DFP组、牛磺酸+高剂量DFP组大鼠大脑皮层抗氧化酶活力均明显提高,而MDA含量明显降低,差异具有统计学意义(P0.05)。在单独用药组的比较,牛磺酸+低剂量DFP组大鼠皮层的GSH-Px和SOD活力较牛磺酸组和低剂量DFP组均有显著提升(P0.05),同时MDA的含量明显降低(P0.05)；与牛磺酸组相比,牛磺酸+高剂量DFP可以显著提高GSH-Px和SOD的活性,降低MDA的含量,差异具有统计学意义(P0.05),其余各组间差异没有统计学意义。2.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠血清抗氧化系统的影响与阴性对照相比,铝染毒组的大鼠血清中GSH-Px活力明显降低,MDA含量显著上升,差异有统计学意义(P0.05)。与铝染毒组相比,牛磺酸组、高剂量DFP组、牛磺酸+低剂量DFP组、牛磺酸+高剂量DFP组大鼠血清中GSH-Px活力均明显提高,而MDA含量明显降低,差异具有统计学意义(P0.05)。在单独用药组的比较,牛磺酸+低剂量DFP组大鼠血清的GSH-Px活力较牛磺酸组和低剂量DFP组均有显著提升(P0.05),同时MDA的含量明显降低(P0.05)；与牛磺酸组相比,牛磺酸+高剂量DFP可以显著提高血清GSH-Px的活性,降低MDA的含量,差异具有统计学意义(P0.05),其余各组间差异没有统计学意义。3.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠皮层中ATPase活力的影响与阴性对照相比,铝染毒组的大鼠大脑皮层中Na+K+-ATPase、Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase活力明显降低,差异有统计学意义(P0.05)。与铝染毒组相比,牛磺酸组、高剂量DFP组、牛磺酸+低剂量DFP组、牛磺酸+高剂量DFP组大鼠皮层中ATPase活力均明显提高,差异具有统计学意义(P0.05)。在单独用药组的比较,牛磺酸+低剂量DFP组大鼠皮层的Na+K+-ATPase、 Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase活力较牛磺酸组和低剂量DFP组均有显著提升(P0.05)。牛磺酸组相比,牛磺酸+高剂量DFP可以显著提高皮层Na+K+-ATPase、Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase的活性,差异具有统计学意义(P0.05),其余各组间差异没有统计学意义。4.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠全血中ATPase活力的影响与阴性对照相比,铝染毒组的大鼠全血中Na+K+-ATPase、Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase活力明显降低,差异有统计学意义(P0.05)。与铝染毒组相比,高剂量DFP组、牛磺酸+低剂量DFP组、牛磺酸+高剂量DFP组大鼠全血中Na+K+-ATPase、Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase舌力均明显提高,差异具有统计学意义(P0.05)。在单独用药组的比较,牛磺酸+低剂量DFP组大鼠全血的Na+K+-ATPase Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase活力较牛磺酸组和低剂量DFP组均有显著提升(P0.05)。牛磺酸组相比,牛磺酸+高剂量DFP可以显著提高全血Na+K+-ATPase、Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase的活性,差异具有统计学意义(P0.05),其余各组间差异没有统计学意义。5.DFP与牛磺酸联合作用对铝暴露大鼠海马细胞凋亡的影响阴性对照组中可观察到的凋亡细胞极少；与阴性对照组比较,铝染毒组的凋亡细胞占全部神经细胞比例明显增加；与铝染组相比,牛磺酸组、低剂量DFP组、高剂量DFP组、牛磺酸+低剂量DFP组以及牛磺酸+高剂量DFP组的凋亡细胞均有一定程度的下降；其中牛磺酸+高剂量DFP组凋亡细胞明显下降,接近阴性对照组。与阴性对照相比,铝染毒组的大鼠海马中Bcl-2的mRNA表达量明显降低,Bax的-nRNA表达量明显增多,差异有统计学意义(P0.05)。与铝染毒组相比,牛磺酸、低剂量DFP、高剂量DFP、牛磺酸+低剂量DFP、牛磺酸+高剂量DFP均可以显著增强Bcl-2的mRNA表达量(P0.05),降低Bax的mRNA表达量(P0.05)。在单独用药组的比较,牛磺酸与DFP联合用药组大鼠海马的Bcl-2的mRNA表达量较牛磺酸组或DFP组均有显著提升(P0.05),而Bax的mRNA表达量显著降低,差异具有统计学意义(P0.05)。与阴性对照相比,铝染毒组的大鼠海马中Bcl-2的蛋白表达量明显降低,同时Bax和cleaved Caspase-3的蛋白表达量明显增多,差异有统计学意义(P0.05)。与铝染毒组相比,牛磺酸、低剂量DFP、高剂量DFP、牛磺酸+低剂量DFP、牛磺酸+高剂量DFP均可以显著增强Bcl-2的蛋白表达量(P0.05),降低Bax和cleaved Caspase-3的蛋白表达量(P0.05)。在单独用药组的比较,牛磺酸+低剂量DFP组大鼠海马的Bcl-2的蛋白表达量较牛磺酸组有显著提升(P0.05),而Bax和cleaved Caspase-3的蛋白表达量显著降低。与牛磺酸组以及高剂量DFP组相比,牛磺酸+高剂量DFP可以显著提高Bcl-2的蛋白表达量,明显降低Bax和cleaved Caspase-3的蛋白表达量,差异具有统计学意义(P0.05)。[结论]1.DFP与牛磺酸联合作用对染铝大鼠皮层和血清抗氧化系统有显著地保护作用。2.DFP与牛磺酸联合作用能够有效地缓解铝致大鼠皮层和全血ATP酶活力的降低。3.DFP与牛磺酸能够显著地调节海马神经细胞凋亡相关蛋白的基因和蛋白表达,从而有效地拮抗铝致海马细胞凋亡。综上所述,牛磺酸与DFP联合使用能够更有效缓解铝染毒所致大鼠神经系统过氧化损伤及细胞凋亡,对大鼠神经系统具有更强地保护作用,优于牛磺酸或DFP单独使用。
【关键词】：铝 DFP 牛磺酸 抗氧化系统 细胞凋亡
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R965
【目录】：

• 中文摘要6-11
• 英文摘要11-16
• 符号说明16-17
• 前言17-23
• 材料与方法23-36
• 结果36-44
• 讨论44-50
• 结论50-51
• 附录51-53
• 参考文献53-61
• 致谢61-62
• 攻读学位期间发表的论文62-63
• 附件63

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本文编号：904858