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目的:研究FZS中药合剂可否可抵制Aβ25-35、Aβ1-40、Aβ1-42、Aβ42寡聚体所致PC12细胞损伤,保护神经细胞。研究FZS中药合剂的保护作用是否呈浓度一药效依赖方式,寻找有效药物浓度范围,最佳有效浓度。研究比较不同浓度Aβ25-35、Aβ1-40、Aβ1-42、Aβ42寡聚体的细胞毒性。应用原子力显微镜(AFM)观察Aβ25-35、Aβ42和Aβ42寡聚体的聚集状态;以及FZS对Aβ42寡聚体聚集状态的影响。观察比较FZS作用对PCl2细胞表面形貌AFM成像的变化影响。
方法:取PC12细胞进行细胞培养,分别用不同浓度Aβ25-35、Aβ1-40、Aβ1-42、Aβ1-42寡聚体孵育PC12细胞,制作体外神经细胞损伤模型,加FZS中药合剂进行干预并与正常细胞进行对照研究。应用MTT代谢率、LDH漏出率检测细胞活性,同时采用光镜、原位术端标记(TUNEL)方法检测细胞凋亡,应用Western-blot免疫印迹法检测细胞存活和死亡相关蛋白(Bcl-2、Bax)的变化。同时应用原子力显微镜鉴定并观察Aβ42寡聚体及Aβ25-35、Aβ1-40、Aβ1-42。制备终浓度为50μmol/L 的Aβ42寡聚体、Aβ42和Aβ25-35溶液,制作各种Aβ--云母片样品,用原子力显微镜的轻敲模式观察Aβ42、Aβ25-35、及不同时间、温度条件下的Aβ42寡聚体的状态,比较Aβ42寡聚体、Aβ25-35和Aβ42聚集形态的差异。制作细胞爬片,原子力显微镜观察未经染色细胞的表面形貌。
结果: FZS的有效浓度为10~160μg/ml,最佳浓度为21~26μg/ml。MTT在Aβ25-35、Aβ42、Aβ42寡聚体组表达明显降低(P<0.05);LDH在Aβ25-35、Aβ42、Aβ42寡聚体组表达明显增高,差异有显著意义(P<0.05);对应FZS组MTT、LDH变化较前者差异有显著意义(P<0.05);TUNEL 法检测Aβ42寡聚体组发现大量典型的凋亡PC12细胞,凋亡率较Aβ25-35、Aβ42组差异有显著意义(P<0.05)。Aβ42寡聚体细胞损伤作用发生早且强于Aβ42,并呈时间一浓度依赖性。各FZS处理组细胞凋亡率均明显降低,差异有显著意义(P<0.05)。Western-blot结果是FZS组Bcl2的表达增加,Bax表达减少,凋亡相关蛋白的改变显示FZS对细胞凋亡的保护作用。Aβ42经HFIP作用后均以单体/聚集体形式存在;4℃与DMSO共同孵育24小时,AFM见直径约3.0nm的寡聚体;随时间延长,Aβ42寡聚体纤维延长;室温作用72小时时,原纤维变长,生成更多分枝。相同聚集条件下Aβ25~35纤维较Aβ42短,Aβ42可见螺旋状态的聚集。AFM观察到Aβ42寡聚体处理组大部分细胞突起变短、消失,细胞之间连接减少、消失;FZS组、对照组细胞间连接较好。FZS+5μmol/L Aβ42寡聚体组PC12细胞膜表面突起结构,其高度起伏范围为161.783±64.846 nm(103.78~359.86 nm),有些颗粒的高度超过300nm:5μmol/L Aβ42寡聚体处理组中部分细胞膜表面突起结构,其高度起伏范围为87.324±18.469 nm(73.373~119.30 nm),大部分颗粒高度不超过90 nm,罕见有超过100 nm的颗粒。
结论: Aβ42寡聚体引起细胞凋亡的毒性强于AB1-40、Aβ1-42、Aβ25-35,其作用呈浓度、时间相关。FZS中药合剂具有确切抵抗Aβ42寡聚体致细胞凋亡的作用,减少细胞凋亡、保护神经细胞,其作用在10~160μg/ml浓度范围内有效。应用原子力显微镜可以观察Aβ的空间结构及细胞表面的变化。AFM成像证实FZS具有保护Aβ42寡聚体阻止神经突延伸的作用。且FZS可能降低Aβ42寡聚体的聚集。