去亚甲基小檗碱对MPP+诱导的SH-SY5Y细胞线粒体caspase依赖性凋亡的影响.pdf
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1、目的 探讨去亚甲基小檗碱(DMB)对1-甲基-4-苯基吡啶离子(MP P+)诱导的S H-S Y 5 Y细胞线粒体c a s p a s e依赖性凋亡通路的影响。方法 培养S H-S Y 5 Y细胞,将其分为对照组、MP P+组、小檗碱(B B R,DMB的前体)+MP P+组、司莱吉兰(s e l e g i l i n e,与DMB同为单胺氧化酶B抑制剂)+MP P+组、DMB+MP P+组。应用免疫印迹法检测各组b c l-2/b a x比值以及c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白的表达。结果 与对照组相比,MP P+组b c l-2/b a x比值明显降低(F=
2、4 2.5 8,q=1 7.8 9,P0.0 0 1),DMB、B B R、s e l e g i l i n e处理均可以抑制MP P+诱导的b c l-2/b a x比值降低(q=6.7 11 0.6 3,P0.0 0 1),且s e l e g i l i n e处理效果强于B B R和DMB(q=3.9 3、3.5 9,P0.0 5)。与对照组相比,MP P+组c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白表达明显上调(F=1 1 1.6 0,q=2 9.4 4,P0.0 0 1),DMB、B B R、s e l e g i l i n e处理可以降低MP P+诱导的c
3、l e a v e dc a s p a s e-3蛋白表达上调(q=1 0.7 41 3.5 3,P0.0 0 1),且3种药物处理效果差异无显著性。结论 对于MP P+诱导的S H-S Y 5 Y细胞,DMB可以升高b c l-2/b a x比值,降低c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白的表达。关键词 小檗碱;S H-S Y 5 Y细胞;线粒体;半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3;细胞凋亡 中图分类号 R 3 3 8.2 文献标志码 A 文章编号 2 0 9 6-5 5 3 2(2 0 2 3)0 3-0 3 7 5-0 4d o i:1 0.1 1 7 1 2/j m s.
4、2 0 9 6-5 5 3 2.2 0 2 3.5 9.0 9 5 开放科学(资源服务)标识码(O S I D)网络出版 h t t p s:/l i n k.c n k i.n e t/u r l i d/3 7.1 5 1 7.R.2 0 2 3 0 8 0 4.1 5 2 2.0 0 5;2 0 2 3-0 8-0 4 1 7:3 8:5 2E F F E C T SO FD EME T H Y L E N E B E R B E R I N EO NM I T O C H O N D R I A LC A S P A S E-D E P E N D E N TA P O P T O S
5、 I S I NS H-S Y 5 YC E L L S I N-D U C E DB YMP P+ZHUT i a n l i,S UNL i n,WANGB i n g c h a o,MAZ e g a n g(D e p a r t m e n to fP h y s i o l o g y,S c h o o l o fB a s i cM e-d i c i n e,Q i n g d a oU n i v e r s i t y,Q i n g d a o2 6 6 0 7 1,C h i n a)A B S T R A C T O b j e c t i v e T o i n
6、 v e s t i g a t e t h e e f f e c t s o f d e m e t h y l e n e b e r b e r i n e(DMB)o n t h em i t o c h o n d r i a l c a s p a s e-d e p e n d e n ta p o p t o s i sp a t h w a y i nS H-S Y 5 Yc e l l st r e a t e dw i t h1-m e t h y l-4-p h e n y l p y r i d i n i u m(MP P+).M e t h o d s S H-
7、S Y 5 Yc e l l sw e r ec u l-t u r e da n dd i v i d e d i n t oc o n t r o l g r o u p,MP P+g r o u p,b e r b e r i n e(B B R,t h ep r e c u r s o ro fDMB)+MP P+g r o u p,s e l e g i l i n e(am o n o-a m i n eo x i d a s eBi n h i b i t o r s i m i l a r t oDMB)+MP P+g r o u p,a n dDMB+MP P+g r o u
8、 p.T h e r a t i oo fb c l-2/b a xa n dt h ee x p r e s s i o no fc l e a v e dc a s p a s e-3p r o t e i nw e r ed e t e r m i n e db yW e s t e r nb l o t f o re a c hg r o u p.R e s u l t s C o m p a r e dw i t ht h a t i nt h ec o n t r o lg r o u p,t h eb c l-2/b a x r a t i o i n t h eMP P+g r
9、 o u pw a s s i g n i f i c a n t l y l o w e r(F=4 2.5 8,q=1 7.8 9,P0.0 0 1).DMB,B B R,a n d s e l e g i l i n e a l l s i g-n i f i c a n t l y i n h i b i t e dt h eMP P+-i n d u c e dd e c r e a s e i nt h eb c l-2/b a xr a t i o(q=6.7 1-1 0.6 3,P0.0 0 1),a n dt h ee f f e c tw i t hs e l e g i
10、l i n ew a ss i g n i f i c a n t l yg r e a t e r t h a n t h a tw i t hB B R(q=3.9 3,P0.0 5)a n d t h a tw i t hDMB(q=3.5 9,P0.0 5).C o m p a r e dw i t h t h e c o n-t r o l g r o u p,t h eMP P+g r o u ps h o w e ds i g n i f i c a n t l yh i g h e re x p r e s s i o no fc l e a v e dc a s p a s
11、e-3p r o t e i n(F=1 1 1.6 0,q=2 9.4 4,P0.0 0 1).DMB,B B R,a n ds e l e g i l i n es i g n i f i c a n t l yr e d u c e d MP P+-i n d u c e du p r e g u l a t i o no fc l e a v e dc a s p a s e-3p r o t e i n(q=1 0.7 4-1 3.5 3,P0.0 5).C o n c l u s i o n F o rS H-S Y 5 Yc e l l s i n d u c e db yMP
12、P+,DMBc a n i n c r e a s e t h er a t i oo fb c l-2/b a xa n dd e c r e a s e t h ee x p r e s s i o no f c l e a v e dc a s p a s e-3p r o t e i n.K E Y WO R D S b e r b e r i n e;S H-S Y 5 Yc e l l s;m i t o c h o n d r i a;c a s p a s e3;a p o p t o s i s 帕金森病(P D)是一种神经退行性疾病,常见于老年人,其主要特征为黑质致密部多巴
13、胺能神经元的选择性丧失1-2。导致P D的原因有很多,例如神经炎症、氧化应激、单胺氧化酶B(MAO-B)活性异常等。临床治疗P D的方式多为药物治疗3。去亚甲基小檗碱(DMB)是小檗碱(B B R)的主要代谢产物之一,被认为是B B R生物发生途径的中心中间体4。有研究表明,DMB具有抗氧化、抗炎、抗纤维化以及可逆抑制MAO-B活性的特性,提示DMB可能在神经退行性疾病中具有治疗潜力5-7。众所周知,线粒体相关的b c l-2/b a x/c a s p a s e-3凋亡途径是一条非常典型的c a s p a s e依赖性凋亡途径。有研 3 7 6青 岛 大 学 学 报(医 学 版)5 9卷
14、究结果表明,b c l-2、b a x蛋白表达水平的变化,会激活c a s p a s e-3,启动c a s p a s e-3级联反应8-1 1。本研究用1-甲基-4-苯基吡啶离子(MP P+)处理S H-S Y 5 Y细胞建立体外P D模型,观察DMB以及已经被证明具有保护作用的DMB前体B B R、同样为MAO-B抑制剂的司来吉兰(s e l e g i l i n e)对MP P+诱导的S H-S Y 5 Y细胞b c l-2/b a x比值以及c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白表达水平的影响。1 材料和方法1.1 实验材料S H-S Y 5 Y细胞购于中国
15、科学院上海细胞库;DMEM高糖培养液、胎牛血清、胰蛋白酶、青霉素/链霉素溶液购自以色列B i o l o g i c a l I n d u s t r i e s公司;MP P+、B B R、s e l e g i l i n e和DMB购自美国G L P-B I O公司;兔抗b c l-2、兔抗b a x、兔抗c l e a v e dc a s p a s e-3和兔抗GA P DH抗体购自美国C e l l S i g n a l i n g公司;HR P标记山羊抗兔I g G购自中国A b c l o n a l公司;E C L发光液购于中国雅酶公司。1.2 细胞培养及分组S H-S
16、 Y 5 Y细胞置于温度为3 7、含体积分数0.0 5C O2的培养箱中,用DMEM高糖培养液培养,该培养液中含有体积分数0.1 0的胎牛血清和体积分数0.0 1的青霉素/链霉素。细胞培养23d后进行传代,将状态良好的细胞接种于6孔板中,进行下一步实验。将细胞分为对照组(A组)、MP P+组(B组)、B B R+MP P+组(C组)、s e l e g i l i n e+MP P+组(D组)、DMB+MP P+组(E组)。A组不做任何处理;B组使用1mm o l/L的MP P+处理S H-S Y 5 Y细胞2 4h;C组使用0.1m o l/L的B B R和1mm o l/L的MP P+共同
17、处理S H-S Y 5 Y细胞2 4h;D组使用1 0 0m o l/L的s e l e g i l i n e和1mm o l/L的MP P+共处理S H-S Y 5 Y细胞2 4h;E组使用1n m o l/L的DMB和1mm o l/L的MP P+共处理S H-S Y 5 Y细胞2 4h。1.3 免疫印迹法检测b c l-2、b a x、c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白的表达各组S H-S Y 5 Y细胞经过药物处理2 4h后,用P B S洗涤3次,每孔加入1 0 0LR I P A裂解缓冲液在冰上裂解3 0 m i n。用刮板将细胞刮下,经离心(1 20 0
18、 0r/m i n,3 0m i n,4)提取细胞蛋白。使用B C A试剂盒测定蛋白质浓度。将含有2 0g蛋白质的样品通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶进行电泳分离,随后转移到聚偏二氟乙烯(P V D F)膜上。将膜置于5 0g/L的脱脂牛奶中,室温封闭2h,然后分别加入b c l-2(110 0 0)、b a x(110 0 0)、c l e a v e dc a s p a s e-3(110 0 0)和GA P DH(11 00 0 0)一抗4孵育过夜。用T B S T洗3次,每次1 0m i n,加山羊抗兔I g G(11 00 0 0)二抗室温孵育1h。用E C L发光液显影,然后使用
19、I m a g eJ软件分析b c l-2、b a x和c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白表达。1.4 统计学分析应用G r a p h p a dP r i s m7.0软件进行统计学分析。实验数据以xs表示,多组比较采用单因素方差分析(O n e-w a yANOVA),然后采用T u r k e y法进行组间两两比较,P0.0 5表示差异具有统计学意义。2 结 果2.1 DMB对MP P+处理的S H-S Y 5 Y细胞b c l-2/b a x比值的影响各组细胞b c l-2/b a x比值比较差异具有统计学意义(F=4 2.5 8,P0.0 0 1)。与对照
20、组相比,MP P+组细胞的b c l-2/b a x比值显著降低(q=1 7.8 9,P0.0 0 1);与MP P+组相比,DMB+MP P+组、B B R+MP P+组和s e l e g i l i n e+MP P+组的b c l-2/b a x比值明显升高,差异有统计学意义(q=6.7 11 0.6 3,P0.0 0 1);与B B R+MP P+组和DMB+MP P+组相比较,s e l e g i l i n e+MP P+组b c l-2/b a x比值更高(q=3.5 9、3.9 3,P0.0 5);DMB+MP P+组与B B R+MP P+组相比,b c l-2/b a
21、x比值差异无统计学意义。见图1、表1。2.2 DMB对MP P+处理的S H-S Y 5 Y细胞c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白的影响各组细胞c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白水平比较差异具有统计学意义(F=1 1 1.6 0,P0.0 0 1)。与对照组相比,MP P+组的c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白表达水平显著上调(q=2 9.4 4,P0.0 0 1);与MP P+组相比,DMB+MP P+组、B B R+MP P+组、s e l e g i l i n e+MP P+组的c l e a v e dc
22、a s p a s e-3蛋白表达降低,差异具有统计学意义(q=1 0.7 41 3.5 3,P0.0 0 1);3种药物处理组之间相比,c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白表达水平差异无显著性。见图1、表1。3 讨 论P D是一种常见于老年人的神经退行性疾病1 2,3期朱天立,等.去亚甲基小檗碱对MP P+诱导的S H-S Y 5 Y细胞线粒体c a s p a s e依赖性凋亡的影响3 7 7图1 各组细胞b c l-2、b a x、c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白表达测定电泳图表1 各组细胞b c l-2/b a x比值和c l e a
23、 v e dc a s p a s e-3蛋白表达比较(n=7,xs)组别b c l-2/b a xc l e a v e dc a s p a s e-3A组1.0 0 00.0 5 81.0 0 00.0 5 0B组 0.5 2 30.0 4 7*2.9 0 30.2 0 2*C组 0.7 0 20.0 8 4#2.0 2 80.2 0 1#D组 0.8 0 70.0 7 2#2.2 0 80.1 6 4#E组 0.7 1 10.0 8 4#2.1 5 00.1 8 8#各组细胞b c l-2/b a x比值和c l e a v e dc a s p a s e-3蛋白表达比较,F=4 2
24、.5 8、1 1 1.6 0,P0.0 0 1。与A组比较,*q=1 7.8 9、2 9.4 4,P0.0 0 1;与B组比较,#q=6.7 11 3.5 3,P0.0 0 1;与D组比较,q=3.5 9、3.9 3,P0.0 5。其主要病理特征为黑质致密部多巴胺能神经元的选择性丧失、路易小体(主要成分为-突触核蛋白)形成1 3。P D的临床表现主要包括静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态障碍,同时病人可伴有抑郁、便秘和睡眠障碍等非运动症状1 4。临床治疗方式主要为药物治疗,包括多巴胺类似物、多巴胺受体激动剂、神经保护剂等。手术治疗是药物治疗的一种有效补充;康复治疗、心理治疗及良好的护理也能
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