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背景和目的
帕金森病(Parkinsonsdisease,PD)主要病变是中脑黑质多巴胺(DA)能神经元进行性变性消失,导致纹状体系统DA能神经元投射纤维终末变性,DA递质含量降低,残存的神经元胞浆内出现路易(Lewy)小体。虽然PD的神经化学与神经病理学特点早已为人们熟知,但病因和发病机理一直是人们认识此病的障碍,也成为预防和根治此病的障碍。目前的各种治疗方法均存在诸多局限或弊端,都不能阻止疾病的进展,寻找新的治疗药物和治疗方法势在必行。
GM1以其特有的结构特点和作用机制而成为治疗PD药物中极具吸引力的候选者。最近有研究报道GM1对以凋亡方式为主的细胞死亡有良好的保护作用,而对以非凋亡方式为主的细胞死亡则没有作用。
神经递质、自由基、化学毒物、营养缺乏、物理性损害、甚至衰老等都能诱发细胞凋亡。国内外众多的研究资料提示:PD可能是在遗传和环境因素的交互作用下,通过一条共同的最后通路而导致发病,这条共同的最后通路最有可能就是细胞凋亡。
实验通过6-OHDA偏侧损毁老龄和年轻SD大鼠的黑质和纹状体,术后不同时间给予GM1治疗,通过动物的行为学和形态学指标,以初步探讨GM1治疗PD大鼠的疗效及其与年龄、给药时间的相关性。
材料和方法
准备两组周龄不同的SD大鼠各70只,分别为8-12周(年轻组);32-40周(老龄组)。年轻组和老龄组又随机各分为(1)正常对照组;(2)术后1-14天GM1治疗组;(3)术后1-14天盐水治疗组;(4)术后15-28天GM1治疗组;(5)术后15-28天盐水治疗组;(6)术后1-28天GM1治疗组和(7)术后1-28天盐水治疗组共7个亚组,每亚组10只。
使用6-OHDA制作PD大鼠,各组动物每天按15mg/kg的GM1或等量的生理盐水腹腔注射,疗程分别为28天和14天(又分术后前14天和术后后14天)。每组动物于最后一次注药后24小时灌注固定,取脑切片,采用HE染色和NISSL染色光镜下观察中脑黑质神经细胞形态学变化,并用免疫组织化学等方法检测黑质纹状体Bax和Bcl-2的阳性细胞数。动物在处死之前均用阿朴吗啡检测旋转行为。
结果
1.术后1-2周的大鼠旋转数目无显著性差异,动物仅出现偶然的旋转行为,而且旋转缓慢;术后2周以后,出现旋转行为的动物数目增多,与术后1-2周的旋转动物数目有极显著性差异(p<0.005),旋转次数可达到6-12转/分钟,与术后1-2周的旋转次数有极显著性差异(p<0.001),旋转行为基本趋于稳定;年轻和老龄动物的旋转数目无显著性差异;经GM1治疗后旋转动物数量减少(p<0.005),旋转速度也较慢。
2.盐水组动物损毁侧尼氏细胞数减少(与正常对照组比较,p<0.001);经GM1治疗后损毁侧尼氏细胞数无明显增加,尤其是术后第15-28天才给予GM1治疗的动物;年轻和老龄动物损毁侧尼氏细胞数有统计学意义(p<0.05);尼氏细胞数和旋转行为在早期(术后1-2周)无明显相关性。
3.6-OHDA损毁术后第1天,动物未经任何治疗,Bax和Bcl-2蛋白表达量都是增加的(与正常对照组比较,p<0.005),其中,老龄鼠的Bax蛋白表达量与年轻鼠无显著性差异,但年轻鼠的Bcl-2蛋白表达量高于老龄鼠(P<0.05)。
4.在6-OHDA损毁术后第15天,盐水治疗组动物的Bax和Bcl-2蛋白表达量均降低,其中,Bax的蛋白表达量下降到基线水平,即正常对照组水平;而Bcl-2蛋白表达量虽也表现为下降,但仍高于基线水平,老龄鼠的Bcl-2蛋白表达量还是低于年轻鼠。而损毁术后第1天到第14天经GM1连续治疗的动物,其Bax的蛋白表达量,不论是老龄鼠还是年轻鼠都下降到基线水平,与盐水治疗组无显著性差异;而Bcl-2蛋白表达量则表现为平缓下降,但仍在基线水平以上,而且也高于盐水治疗组,其中,老龄鼠的Bcl-2蛋白表达量还是低于年轻鼠。
5.损毁术后第29天,盐水治疗组的Bax蛋白表达量略有回升,稍高于基线水平,老龄和年轻动物无显著性差异;而Bcl-2的蛋白表达量则继续下降,但仍高于基线水平,老龄组的Bcl-2蛋白表达量始终低于年轻组。经GM1连续治疗28天的动物,即从术后第1天到第28天连续给予治疗的动物,Bax蛋白表达量无回升,位于基线水平或稍低于基线水平,老龄鼠和年轻鼠无统计学意义;而Bcl-2的蛋白表达量则高于盐水治疗组,也高于术后第15天到第28天才给予GM1治疗的动物(P<0.05),与术后前14天给予GM1治疗的动物无统计学意义,老龄组的Bcl-2蛋白表达量始终低于年轻组。
结论
1.GM1治疗6-OHDA偏侧损毁的PD大鼠有效。
2.6-OHDA损毁术后早期给予GM1治疗,效果优于延迟给药,但延迟给药亦有效。
3.GM1治疗6-OHDA偏侧损毁的PD大鼠,老龄动物的疗效优于年轻动物。