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目的:本研究旨在应用ADDLs对原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系进行干预作为体外AD模型,进而探讨缺氧诱导因子-1α与Notch-1信号通路的相互作用在阿尔茨海默病(AD)的发病中可能发挥的作用。 方法:本研究应用Aβ寡聚体(ADDLs)对体外培养小鼠皮层神经元与星形胶质细胞混合培养体系进行干预以模拟体外AD模型。采用细胞免疫荧光的方法鉴定混合体系中神经元及星形胶质细胞中HIF-1α及Notch-1蛋白表达的情况;应用HIF-1α诱导剂DMOG、HIF-1α抑制剂YC-1及Notch-1信号通路阻断剂(γ-分泌酶抑制剂)DAPT对体外AD模型进行干预;应用CCK-8法对各种条件下体外培养小鼠皮层神经元与星形胶质细胞混合体系的细胞活力进行检测;应用Western Blot法对不同条件下混合体系的HIF-1α水平、NICD(Notch-1 intracellular domain,Notch-1胞内段)水平进行检测,采用荧光实时定量PCR法对不同条件下混合体系中凋亡相关蛋白caspase-3的mRNA水平进行检测。 结果:首先HIF-1α在原代培养混合体系的部分神经元和部分星形胶质细胞中存在表达,而Notch-1则主要在大部分星形胶质细胞中存在表达,皮层神经元中未发现明确表达;其次,CCK-8实验显示,相对低浓度的ADDLs对原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系的细胞活力无显著影响,但ADDLs在较高浓度情况下对原代培养混合体系的细胞活力则表现出明显的毒性作用,并且呈现时间和浓度依赖性。伴随着这种毒性作用,ADDLs的干预使得原代培养混合体系的HIF-1α及NICD水平均呈现出先升高后减低的类似变化趋势。针对以上毒性作用,YC-1及DAPT在4小时点对原代培养混合体系的细胞活力表现出明显的保护作用,并且可以明显抑制ADDLs所诱导原代培养混合体系中凋亡相关蛋白caspase-3 mRNA的表达水平,同时YC-1及DAPT显著抑制了ADDLs诱导的原代培养混合体系中HIF-1α及NICD水平的上调。YC-1及DAPT在24小时点对原代培养混合体系的细胞活力、HIF-1α及NICD水平的影响不明显。 结论:Aβ寡聚体(ADDLs)的毒性作用和HIF-1α及NICD水平的一过性上调有关,同时HIF-1α和Notch-1信号通路的相互作用与ADDLs的毒性作用有密切关系;YC-1及DAPT均可拮抗ADDLs的毒性作用及凋亡诱导作用,这些保护作用可能与调节HIF-1α及Notch-1信号通路的相互作用密切相关。 本文分三个部分具体探讨: 第一部分:ADDLs对原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系细胞活力及HIF-1α、NICD水平的影响 目的:应用ADDLs干预原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系以建立体外AD模型,并探讨ADDLs对此体外AD模型中HIF-1α及NICD水平的影响。 方法:原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系,应用细胞免疫荧光的方法鉴定原代混合体系中HIF-1α及Notch-1在神经元及星形胶质细胞中的表达情况;制备ADDLs并以其干预原代培养混合体系从而模拟体外AD模型;应用CCK-8法对不同状况下原代培养混合体系的细胞活力进行检测,并应用Western blotting对不同状况下原代培养混合体系中的HIF-1α及NICD水平进行检测。作为补充,还应用RT-PCR法对不同状况下原代培养混合体系中caspase-3的mRNA水平进行了检测。 结果:在原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系中,HIF-1α在部分神经元及部分星形胶质细胞中表达,而Notch-1则在大部分星形胶质细胞中表达,而在神经元中未发现Notch-1的明确表达;低浓度ADDLs(<2μmol/L)对原代培养混合体系的细胞活力无显著影响,而高浓度ADDLs(≥2μmol/L)则对原代培养混合体系的细胞活力表现出浓度及干预时间依赖性的损害,同时10μmol/L的ADDLs干预后原代培养混合体系中HIF-1α及NICD水平均表现出先升高后减低的变化趋势。另外,10μmol/L的ADDLs干预4小时后,混合体系的caspase-3 mRNA水平显著升高,而24小时点的caspase-3 mRNA水平较4小时点却是无显著改变。 结论:ADDLs对原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系具有浓度和时间相关的毒性作用。而ADDLs所表现的这种毒性作用可能与原代培养混合体系中HIF-1α及NICD水平的一过性升高有关。 第二部分:YC-1对体外AD模型的保护作用及HIF-1α、NICD蛋白水平的影响 目的:探讨ADDLs干预诱导的体外AD模型中YC-1的保护作用及其对HIF-1α、NICD蛋白水平的影响。 方法:应用ADDLs干预原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系从而模拟体外AD模型,应用YC-1及DMOG对此体外AD模型进行干预。采用CCK-8法对不同条件下原代培养混合体系的细胞活力进行检测;利用Western blot法对不同条件下原代培养混合体系中的HIF-1α及NICD蛋白水平进行检测;应用RT-PCR对不同条件下原代培养混合体系中caspase-3的mRNA水平进行检测。 结果:在ADDLs干预4小时点,YC-1可以显著缓解体外AD模型中ADDLs所诱导减低的细胞活力,还可显著缓解原代培养混合体系中ADDLs诱导的凋亡相关蛋白caspase-3 mRNA水平升高,同时YC-1还显著减低了ADDLs所诱导AD模型中HIF-1α及NICD蛋白水平的上调。而在ADDLs干预24小时点,YC-1对体外AD模型的细胞活力无显著影响,同时其对模型中caspase-3的mRNA水平及HIF-1α及NICD蛋白水平均未表现出显著影响。 结论:在原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞中,YC-1针对ADDLs所诱导的毒性作用具有明显的保护作用,而这种保护作用可能与抑制 ADDLs所诱导的HIF-1α及NICD一过性升高密切相关。 第三部分:DAPT对体外AD模型的保护作用及HIF-1α、NICD蛋白水平的影响 目的:探讨ADDLs干预诱导的体外AD模型中DAPT的保护作用及其对HIF-1α、NICD蛋白水平的影响。 方法:应用ADDLs干预原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞混合体系从而模拟体外AD模型,应用DAPT对此体外AD模型进行干预。采用CCK-8法对不同条件下原代培养混合体系的细胞活力进行检测;利用Western blot法对不同条件下原代培养混合体系中的HIF-1α及NICD蛋白水平进行检测;应用RT-PCR对不同条件下原代培养混合体系中caspase-3的mRNA水平进行检测。 结果:在ADDLs干预4小时点,DAPT可以显著缓解体外AD模型中ADDLs所诱导减低的细胞活力,还可显著缓解原代培养混合体系中ADDLs诱导的凋亡相关蛋白caspase-3 mRNA水平升高,同时DAPT还显著减低了ADDLs所诱导AD模型中HIF-1α及NICD蛋白水平的上调。而在ADDLs干预24小时点, DAPT对体外AD模型的细胞活力无显著影响,同时其对模型中 caspase-3的mRNA水平及HIF-1α及NICD蛋白水平均未表现出显著影响。 结论:在原代培养小鼠皮层神经元及星形胶质细胞中,DAPT针对ADDLs所诱导的毒性作用具有明显的保护作用,而这种保护作用可能与抑制ADDLs所诱导的HIF-1α及NICD一过性升高密切相关。