刘宏 仲丽丽 于颖 张雨薇 杨婧 代巧妹 李冀
(1黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨 150040;2黑龙江中医药大学附属第一医院)
阿尔茨海默病(AD)是一种不可逆转的神经退行性疾病〔1〕,在中医属于“痴呆”范畴,多发生于老年人,由气虚和肾虚所致,结合“肾脑相通”中医理论,补肾治疗AD存在一定的合理性〔2〕。左归丸是传统补肾阴药物〔3〕。据报道,左归丸可通过促进热休克蛋白的表达,抑制AD模型神经细胞的凋亡〔4〕,并且对 AD 大鼠海马和皮质神经元细胞使抗氧化能力增强〔5,6〕。本课题组前期实验发现左归丸可以改善脑缺血大鼠的记忆力〔7〕及提高大鼠脑内雌激素受体(ER)的表达,并且运用ER拮抗剂之后,左归丸的这种神经保护作用大部分消失〔8〕。因此,考虑左归丸对神经元的保护作用可能与下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)存在联系。本实验在稳定的AD细胞模型上,探讨左归丸对细胞存活的影响及对ER表达的影响。
1.1药品与试剂 Aβ1~42小鼠单克隆抗体(吉尔生化),左归丸,购自北京同仁堂药店。ER单克隆抗体(wanleibio)、活化的半胱氨酸蛋白酶(Cleaved-Caspase)3单克隆抗体(wanleibio)、羊抗兔IgG-辣根过氧化物酶(HRP)(wanleibio)内参抗体 β-actin(wanleibio)、电化学发光(ECL)液(wanleibio)、大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤分化细胞(PC12)(procell)。
1.2主要仪器 酶标仪(BIOTEK)、电热恒温培养箱(天津泰斯特)、凝胶成像系统(北京六一)超纯水系统(Heal Force 公司)、超速冷冻离心机(湖南湘仪)、CO2培养箱(上海力申)、超净工作台(苏州净化)、RPMI-1640培养基(Gibco)。
1.3药物配制 将5 mg Aβ1~42溶于28.3 μl的二甲基亚砜(DMSO)中,配成浓度为40 μmol/L的储存液,用超纯水稀释,分装保存。取100 μl的Aβ1~42置于37℃培养箱7 d,进行老化处理。
1.4分组 对照组、模型组、Aβ1~42+低浓度含药血清组(干预组1)、Aβ1~42+中浓度含药血清组(干预组2)、Aβ1~42+高浓度含药血清组(干预组3)。
1.5给药 正常培养PC12细胞,给予Aβ1~42(40 μmol/L)处理作为模型组,药物干预组分别给予低(3%)、中(5%)、高浓度(10%)的含药血清。
1.6MTT法检测细胞活力 分别将24 h、48 h、72 h细胞加入MTT染色液,酶标仪测定OD值。
1.7Western印迹法 检测含药血清干预前后细胞中雌激素受体(ER)、Cleaved-Caspase3蛋白的表达。Cleaved-Caspase3(1∶500稀释)4℃孵育12 h,目的分子量20 kD,ER1(1∶500稀释),4℃12 h,目的分子量66 kD。
1.8统计学方法 采用SPSS20.0软件进行单因素方差分析。
2.1MTT检测结果 与对照组比较,模型组细胞存活率显著下降(P<0.05),与模型组比较,干预组1细胞存活率显著增加(P<0.05);与干预组1比较,干预组2细胞存活率显著增加(P<0.05);与干预组2比较,干预组3细胞存活率显著增加(P<0.05)。见表1。
2.2Cleaved-Caspase3表达情况 与对照组比较,模型组Cleaved-Caspase3表达显著增加(P<0.05);与模型组比较,干预组1 Cleaved-Caspase3表达显著下降(P<0.05);与干预组1比较,干预组2 Cleaved-Caspase3表达显著下降(P<0.05);与干预组2比较,干预组3 Cleaved-Caspase3表达显著下降(P<0.05),见表1、图1。
表1 各组细胞活力及Cleaved-Caspase3、ER1蛋白表达比较
2.3ER1表达情况 与对照组比较,模型组ER1表达显著下降(P<0.05);与模型组比较,干预组1 ER1表达显著增加(P<0.05);与干预组1比较,干预组2 ER1表达显著增加(P<0.05);与干预组2比较,干预组3 ER1表达显著增加(P<0.05),见表1、图1。
图1 Western印迹检测各组细胞Cleaved-Caspase3、ER1表达
AD临床治疗常以补肾化痰、补肾开窍、补肾活血为常见的配方组合〔9,10〕,其中,补肾是关键。中医藏象学认为“肾主骨生髓通于脑”〔11〕,肾气充盈,头脑灵活,肾气亏虚,健忘智衰。本课题组从中医传统理论出发,认为老年痴呆的主要病机是肾气的缺损。肾虚导致脑无所养,脑衰健忘。故治疗当用补肾法〔12〕。有报道指出,左归丸对衰老小鼠AD模型有保护作用,通过抑制自由基生成保护神经元免受氧化损伤,防治AD〔13,14〕。临床观察发现,AD患者行穴位电针疗法配合加味左归丸治疗后,疗效确切,能显著提高患者的认知功能,提升其生活自理能力和生活质量〔15〕。王恩龙〔16〕用加味左归丸治疗老年性痴呆(AD)患者20例,取得一定疗效,并与用多奈哌齐片治疗的20例进行对照,结果显示二者疗效无显著差别。左归丸具有滋阴补肾、填精益髓之效,切合 AD 肾精不足、脑髓失养、 神机失用的关键病机。阴虚乃衰老之本,据报道左归丸治疗老年痴呆等老年性疾病,收效显著〔17,18〕。本研究AD细胞模型〔19〕的基础上,应用左归丸含药血清干预AD细胞。结果显示,与模型组较,左归丸含药血清对Aβ诱导的PC12细胞损伤有抑制作用,这与田旭升等〔20〕的研究一致。
细胞凋亡和自噬参与神经发育及神经系统对各种刺激的反应,细胞凋亡过多或自噬缺陷均与神经退行性变有关〔21〕。这两个过程可能协同或拮抗作用,类固醇激素受体是细胞凋亡和自噬的调节因子,但它们在各种病理过程中的作用是复杂的。一般来说,雌激素、孕酮和矿物皮质激素受体介导抗凋亡信号,而雄激素和糖皮质激素受体(GR)参与促凋亡途径〔22〕。研究表明,雌激素通过诱导海马和皮层神经元信号通路聚集在线粒体上,通过维持钙稳态、强化有氧糖酵解、持续和增强线粒体功能,促进有效的胆固醇转运和β淀粉样清除,对AD具有一定的治疗意义〔23〕。本实验结果表明,左归丸有可能通过上调ER的表达抑制AD细胞的凋亡。
综上,ER有可能是中医学“肾脑相关”的通路之一。中医学“肾通于脑”理论在现代医学中可能与多种分子机制有关,还需进一步探索。