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目的:构建体外培养的星形胶质细胞糖氧剥夺损伤模型,观察2-(2-苯并呋喃基)-2-咪唑啉(2-(2-benzofu-ranyl)-2-imidazoline,2-BFI)对星形胶质细胞糖氧剥夺(oxygen-glucosedeprivation,OGD)损伤的保护作用,并从抗氧化途径和抗线粒体凋亡途径探讨2-BFI抗糖氧剥夺损伤的机制,为将2-BFI开发为缺血性卒中的新型神经保护剂提供更多的实验室证据。
方法:取新生SD大鼠大脑皮质进行星形胶质细胞体外分离培养和纯化,取第四代的星形胶质细胞进行正式试验,分组:①正常对照组:正常培养的星形胶质细胞。②糖氧剥夺损伤组(OGD):正常培养的星形胶质细胞在密闭容器中缺氧6小时。③药物保护组:为OGD+2-BFI干预组,在进行糖氧剥夺损伤处理前24h和处理过程中,加入2-BFI孵育,终浓度分别为0.75μg/ml、1.5μg/ml、3.0μg/ml、6.0μg/ml、12.0μg/ml。测定星形胶质细胞存活率,选出抗糖氧剥夺损伤最佳浓度,然后,以该浓度进一步观察2-BFI对脂质过氧化产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)和还原型谷胱甘肽(γ-L-glutamyl-L-cysteinyglycine,GSH)、超氧化酶(superoxidedismutase,SOD)活性及对线粒体膜电位(mitochondrialmembranepotential,ΔΨm)、caspase-3和细胞凋亡率的影响。
结果:
1.2-BFI对星形胶质细胞糖氧剥夺损伤的保护作用OGD组星形胶质细胞活力为74.26±2.90,与正常组比较显著下降(P<0.05),用2-BFI干预后,不同浓度的2-BFI对糖氧剥夺引起的损伤均有保护作用,在小剂量范围0.75-1.5μg/ml,呈剂量依赖性,随浓度增大保护作用增强,浓度为1.5μg/ml时保护作用最显著;但当浓度超过1.5μg/ml时,2-BFI的保护作用随浓度增加而减弱。
2.抗氧化作用
2.1超氧化酶(SOD)活性
OGD组,SOD活性为1.76±0.24U/mgprot,与正常对照组2.47±0.37U/mgprot比较显著下降(P<0.05);当用1.5μg/ml的2-BFI干预后,SOD活性明显增加到2.62±0.43U/mgprot,与OGD组比较有显著统计学差异(P<0.05)。
2.2丙二醛(MDA)含量
OGD组,MDA含量为2.43±0.54μmol/mgprot,与正常对照组1.96±0.59μmol/mgprot,比较显著增加(P<0.05);当用1.5μg/ml的2-BFI干预后,MDA含量明显降低到1.63±0.60μmol/mgprot,与OGD组比较有显著统计学差异(P<0.05)。
2.3总还原型谷胱甘肽(GSⅡ)含量
总GSH含量在OGD组(35.45±3.17g/ml)和OGD+2-BFI组(41.09±4.12g/ml)中均明显降低,与正常对照组(63.18±5.70g/ml)比较有显著差异(P<0.05),其中OGD组中总GSH的含量最低;用1.5μg/ml2-BFI干预后,总GSH含量显著升高,与OGD组比较有统计学差异(P<0.05)。
3抗线粒体凋亡作用
3.1线粒体膜电位
OGD组,线粒体膜电位为8.48±4.79,与正常对照组16.45±4.21比较显著下降(P<0.05);当用1.5μg/ml的2-BFI干预后,线粒体膜电位增加到13.50±5.88,与OGD组比较有显著统计学差异(P<0.05)。
3.2caspase-3活性
Caspase-3活性在OGD组(4.85±0.10u/mgprot)和OGD+2-BFI组(4.56±0.10u/mgprot)均明显高于正常对照组(4.21±0.24u/mgprot)(P<0.05),其中OGD组Caspase-3活性最高,用1.5μg/ml2-BFI干预后,OGD+2-BFI组与OGD组比较明显降低,有统计学差异(P<0.05)。
3.3Hoechst33258染色
正常组细胞的凋亡率为(3.1±1.2)%,糖氧剥夺损伤组细胞凋亡率为(46.5±1.1)%,2-BFI药物处理组细胞的凋亡率为(24.6±1.6)%。糖氧剥夺损伤后,细胞凋亡率明显升高,与正常组比较有显著差异(P<0.01),用1.5μg/ml2-BFI干预后,细胞凋亡率明显降低,与OGD组比较有统计学意义(P<0.05)。
结论:
1.2-BFI对星形胶质细胞糖氧剥夺损伤有保护作用,在低剂量范围内存在剂量依赖性,但当剂量高到一定程度后,保护作用减弱。浓度为1.5μg/ml时保护作用最显著。
2.2-BFI对星形胶质细胞糖氧剥夺损伤有较好的抗氧化作用,能提高抗氧化能力,降低脂质氧化水平。
3.2-BFI对星形胶质细胞糖氧剥夺损伤有抗线粒体凋亡的作用,可稳定线粒体膜电位,降低Caspase-3活性,降低细胞凋亡率。