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活性氧(reactive oxygen species，ROS)是由于氧的不完全还原形成的氧自由基，反应性极强，可引起细胞凋亡、组织氧化损伤等。阿尔茨海默症(Alzheimers disease，AD)是一种中枢神经系统原发性退行性病变，经典病理特征为β—淀粉样蛋白(beta—amyloid peptide，AB)沉积形成的老年斑块(senile plague，SP)、由超磷酸化的t蛋白形成双股螺旋细丝进一步扭曲而成的神经缠结(neurofibrillary tangls，NFTs)及因细胞丢失导致的大脑萎缩等。研究表明AD患者大脑积累大量的ROS，ROS是AD直接或间接诱因之一。
本文研究了发光二极管640nm红光(light at640 nm from light emitting diode array，LED640)对细胞康复的光生物调节作用。以新鲜分化培养基(fresh—diffrentiation medium，FM)和含150μM过氧化氢(hydrogen peroxide，H2O2)分化培养基(diffrentiation medium of H2O2 at150μM，HM)孵育分化PC12细胞(differentiated rat pheochromocytoma cells，dPC12)，两培养基孵育时间分别表示为t(FM)和t(HM)。{[tHM]，[tFM])表示dPC12细胞先进行HM培养t(HM)h后撤除，换成FM培养t(FM)h。研究中，设非照射组{[0.5，1，3，6，12]，[0，3，6，12，24]}和照射组{[0.5]，[0，1，3，6，9]}。照射组分别给予LED640(0.06 mW．cm-2)光照10、20、40和60 min，或(0.72 J．cm-2)照射5、10、20和40 min。采用ATP kits，流式细胞仪(flow cytometer，FCM)及AO-PI荧光染色分别检测细胞活性、凋亡率及观察凋亡形态；RT-PCR检测Bcl—2/Bax、caspase—3、脑源神经营养因子(brain—derived neurotrophic factor，BDNF)和酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase，TH)的mRNA表达。结果表明，与正常对照组相比，照射组{[0.5]，[6])给予0.06 mW．cm-2照射10 min和0.72 J．cm-2照射20 min有利于细胞的康复，细胞活性分别为(96.5±4.29)％与(78.04±2.07)％，与正常对照组无显著性差异(P>0.05)。照射组{[0.5]，[6])给予0.06 mW．cm-2照射20 min，BDNF、TH和Bcl—2的mRNA表达上调，caspase—3和Bax的mRNA表达下调。
结论：LED640可能通过调节BDNF和TH促进经H2O2预处理的dPC12细胞的康复流产凋亡的细胞存留于AD脑中十年甚至几十年，细胞骨架被破坏，轴突严重受损，活性显著低于正常神经元。论文的第3章主要关注LED640对这类细胞的康复作用。首次联合使用秋水仙碱(colchicine，Col)和H2O2建立AD的流产凋亡细胞模型。5％胎牛血清+50 ng．ml—1NGF诱导PC12分化72 h，再加入1 mM cAMP诱导获得终末分化PC12细胞(terminal differentiated rat pheochromocytoma cells，tdPC12)，通过Col(2.5 nM，5nM，10 nM)与H2O2(75μM，100μM，150μM)组合处理tdPC12，确定2.5 nMCol和100μM H2O2共同处理的细胞符合流产凋亡特征。第一：启动凋亡但没有完成经典凋亡途径，tdPC12经处理瞬时上调表达caspase—3基因表达，12 h达高峰，但24 h后下降；伴随BDNF/TH持续上调。第二：细胞周期紊乱，细胞不同程度地停滞于G2/S/M期。第三：细胞活性甚低，轴突严重受损回缩，细胞变圆。研究还发现LED640(0.06 mW．cm-2，20 min)照射可有效提高流产凋亡细胞的活性，推测其可能上调分泌因子的表达而延缓流产凋亡进程及减少流产凋亡细胞消亡，但结果有待进一步研究确定。