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姜黃素對大鼠脊髓損傷后神經(jīng)元GAP—43表達(dá)變化的影響

發(fā)布時間:2018-06-24 來源: 人生感悟 點擊:


  【摘要】 目的:探討姜黃素對大鼠脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)后神經(jīng)元神經(jīng)生長蛋白43(growth associated protein,GAP-43)表達(dá)的影響。方法:制作SCI模型,分為假手術(shù)組、生理鹽水治療組、姜黃素治療組,每組25只。用免疫組織化學(xué)染色檢測神經(jīng)元GAP-43的表達(dá)變化,檢測動物術(shù)后BBB運動評分和斜板實驗。結(jié)果:姜黃素治療組較生理鹽水治療組,GAP-43含量較多,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);姜黃素治療組的BBB運動評分和斜板實驗明顯優(yōu)于生理鹽水治療組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論:姜黃素能夠改善SCI區(qū)域的微環(huán)境,促進神經(jīng)生長因子表達(dá)。
  【關(guān)鍵詞】 姜黃素; 脊髓損傷; GAP-43
  doi:10.14033/j.cnki.cfmr.2018.5.088 文獻標(biāo)識碼 B 文章編號 1674-6805(2018)05-0171-02
  姜黃素(Curcumin)是從姜黃、郁金、莪術(shù)、石菖蒲等根莖提取的一種黃色酸性植物多酚,具有抗氧化、抗炎、降血脂、抗凝、抗纖維化及抑制腫瘤生長等多種藥理作用[1-3]。近年來研究發(fā)現(xiàn),姜黃素可以通過抑制鈣超載、抗蛋白質(zhì)聚積改善神經(jīng)損傷后的微環(huán)境,發(fā)揮神經(jīng)保護作用[4]。這里筆者通過使用姜黃素治療脊髓損傷,觀察神經(jīng)細(xì)胞GAP-43表達(dá)和神經(jīng)功能恢復(fù),探討姜黃素對神經(jīng)系統(tǒng)的保護機制。
  1 材料與方法
  1.1 動物和試劑
  1.1.1 動物 選取75只體重250~300 g的SD雌性大鼠,動物隨機分三組,即假手術(shù)組、生理鹽水治療組和姜黃素治療組,每組25只。
  1.1.2 試劑 姜黃素、GAP-43抗體、生物素化羊抗小鼠IgG、ABC試劑。
  1.2 動物模型
  脊髓損傷模型:腹腔注射戊巴妥鈉麻醉大鼠,四肢固定在實驗臺上,切開后背正中皮膚,分離皮下組織和肌肉,咬除T9~T10棘突和椎板,露出脊髓組織,用手術(shù)刀快速向一側(cè)半切斷脊髓,沖洗縫合傷口,注射抗生素預(yù)防感染。
  姜黃素治療組每天給予腹腔注射姜黃素100 mg/kg,1周后停藥[5],生理鹽水治療組用0.9%Nacl代替姜黃素,假手術(shù)組僅給予抗感染治療。
  1.3 取材和切片
  術(shù)后1、3、7、14、21 d每組各處死5只動物取材。腹腔注射戊巴妥鈉麻醉大鼠,剪開胸腔,將針頭從左心室插入至升主動脈,迅速切開右心房,快速灌注0.9%Nacl 250 ml,待液體清亮立刻灌注4%多聚甲醛300 ml,咬除棘突和椎板,暴露脊髓組織,取損傷區(qū)脊髓組織,行石蠟包埋切片。
  1.4 免疫組織化學(xué)染色
  切片滴加GAP-43抗體,放置4 ℃過夜,PBS洗3次,每次5 min;滴加生物素化羊抗小鼠IgG,4 ℃孵育12 h,PBS洗3次,每次5 min,滴加ABC試劑,DAB染色,蘇木素復(fù)染。
  鏡下觀察到黃色神經(jīng)細(xì)胞即為GAP-43陽性細(xì)胞,每只動物取5張切片,計數(shù)陽性細(xì)胞總數(shù),取每個時相5例動物的平均值。
  1.5 行為學(xué)評價方法
  采用斜板試驗、BBB運動評分測試動物肢體運動情況[6-7]。
  1.6 統(tǒng)計學(xué)處理
  利用SPSS行統(tǒng)計學(xué)分析。數(shù)據(jù)以(x±s)表示,采用單因素方差分析和t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
  2 結(jié)果
  2.1 GAP-43表達(dá)
  在術(shù)后7、14、21 d姜黃素治療組GAP-43表達(dá)水平高于生理鹽治療組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。在術(shù)后1、3、7、14、21 d生理鹽水治療組GAP-43表達(dá)水平均高于假手術(shù)組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。
  2.2 BBB運動評分結(jié)果
  所有動物術(shù)前評分為21分,在術(shù)后3 d假手術(shù)組評分達(dá)到20分,功能基本恢復(fù)正常。在術(shù)后14 d姜黃素治療組評分明顯高于生理鹽水治療組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。
  2.3 斜板實驗
  術(shù)前動物斜板實驗角度達(dá)70°~75°,術(shù)后斜板實驗角度至20°,表明造模成功。術(shù)后7、14、21 d姜黃素治療組斜板實驗角度高于生理鹽水治療組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表3。
  3 討論
  在脊髓損傷后的早期,適度的星形膠質(zhì)細(xì)胞的膠質(zhì)化可以通過物理和化學(xué)性重建中樞神經(jīng)系統(tǒng)的整體性,關(guān)閉血腦屏障以減少炎癥浸潤,使感染和蔓延的細(xì)胞損傷最小化來穩(wěn)定中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組織;而后轉(zhuǎn)入繼發(fā)性反應(yīng)期星形膠質(zhì)細(xì)胞由靜止態(tài)轉(zhuǎn)向活化態(tài),并繼續(xù)進入增殖態(tài),數(shù)目增加、胞體肥大,并遷移到損傷處邊緣,交織成網(wǎng)狀形成膠質(zhì)瘢痕,成為神經(jīng)再生的屏障。GAP-43在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中呈現(xiàn)高水平表達(dá),它可以促進神經(jīng)細(xì)胞生長椎基底部胞漿膜擴張?zhí),對突觸的形成與重建具有重要作用,具有促在神經(jīng)細(xì)胞生長、發(fā)育、再生,是神經(jīng)再生的標(biāo)志性蛋白[8-10]。鄒明明等[11]采用姜黃素治療損傷的脊髓,發(fā)現(xiàn)它可以減少神經(jīng)膠質(zhì)酸性蛋白和硫酸軟骨素蛋白多糖的大量表達(dá),減輕了星形膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng)性增生,縮小空洞和瘢痕,改善損傷區(qū)域的微環(huán)境,有利于脊髓斷端軸突再生和殘存神經(jīng)細(xì)胞通過瘢痕區(qū)。通過BBB運動評分和斜板實驗發(fā)現(xiàn),姜黃素組和生理鹽水組動物在損傷早期(1~3 d)的肢體運動能力和控制體位能力變化不明顯,但是到了損傷中晚期(7~21 d)動物運動功能恢復(fù)情況出現(xiàn)明顯改善,且以姜黃素組變化最為明顯,此外GAP-43的表達(dá)水平在術(shù)后14~21 d呈現(xiàn)高水平表達(dá)。這主要是由于脊髓損傷后早期炎癥介質(zhì)大量釋放、神經(jīng)細(xì)胞大量凋亡、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化程度較低,導(dǎo)致局部微環(huán)境惡劣,神經(jīng)再生修復(fù)能力較弱,但到了脊髓損傷后中晚期由于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞被大量激活形成膠質(zhì)瘢痕,限制了炎癥擴散,改變了損傷區(qū)域微環(huán)境,有利于細(xì)胞存活,但是也阻礙了神經(jīng)再生修復(fù)[12],而姜黃素不僅能抑制神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化,阻礙了膠質(zhì)瘢痕的形成,而且通過抗炎、抑制鈣超載、抑制蛋白質(zhì)聚積改善損傷區(qū)域的內(nèi)環(huán)境,啟動生長相關(guān)基因表達(dá),促進神經(jīng)再生修復(fù)。

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