胰岛素对MK801诱导PC12细胞凋亡的影响
【摘 要】
:
随着人口的增长和手术技术的提高、种类的发展,目前世界上越来越多的婴幼儿因需要进行各种检查、治疗和手术而接受全身麻醉。一直以来全身麻醉是否会影响婴幼儿的智力发育一直
【机 构】
:
中山大学
【出 处】
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中山大学
【发表日期】
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2007年期
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随着人口的增长和手术技术的提高、种类的发展,目前世界上越来越多的婴幼儿因需要进行各种检查、治疗和手术而接受全身麻醉。一直以来全身麻醉是否会影响婴幼儿的智力发育一直是婴儿亲属和医生们十分关心的问题。
婴幼儿处于脑的发育时期,中枢神经系统的可塑性很大,容易受内外环境的影响。N- 甲基-D- 天冬氨酸受体(NMDA受体)在中枢神经系统信号传递以及神经系统的可塑性方面具有重要的作用。研究指出,乙醇是可以同时作用于N- 甲基-D- 天冬氨酸受体和γ-氨基丁酸受体(GABAa受体)的药物,而胎儿受到乙醇的作用可造成海马和其它脑区神经元的凋亡,从而导致胎儿酒精综合症,表现为行为异常、学习能力下降等精神疾患。同样的,常用的NMDA受体拮抗剂氯胺酮是否也会有这样的不良作用已为越来越多的麻醉医生所关注。已有研究表明NMDA受体拮抗剂MK801能够导致体外培养的皮质神经元大量凋亡。
为了减少这种不良效应,就要求寻找额外的神经保护措施来阻滞或是减少NMDA受体拮抗剂的神经毒性作用。Asimiadou S指出雌激素对凋亡引起的神经元退行性变研究模型的有保护作用,Dzietko M等则指出红细胞生成素对NMDA受体拮抗剂所致的发育中的神经毒性作用有保护作用。两者的作用都与AKT有关。胰岛素样因子也可以通过这样的途径来实现抑制凋亡的目的。Xiao-Rui Yu等人已经证明胰岛素能够通过增加磷酸化AKT水平来对抗过氧化引起的原代皮质神经元凋亡比例的增加。因此我们有理由相信胰岛素也能够减少有麻醉剂引起的神经元凋亡比例的增加。同时也需要强调,胰岛素作为一种主要影响能量代谢的物质,将会比其它影响婴幼儿其它系统发育的物质有着更广大的应用前景。
为取得体外实验的结果,人们首先采用了离体培养原代细胞建立神经系统模型的方法,但在利用原代细胞作为实验模型时,细胞的稳定性不易保证。为了建立更为稳定的神经系统模型,人们开始寻找各种可替代神经元的细胞株。大鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC12细胞)在神经生长因子的刺激下分化成为有神经元特性的新细胞,分化后的细胞在形态、生化和生理等各方面均表现出了同神经元相似的特性,被广泛的应用到探索各种因素对神经元影响的领域。
1.实验目的:
本实验拟在建立模拟神经元发育模型的基础上,检测不同浓度mk801对未成熟神经元样PC12细胞存活率和凋亡的影响,随后比较不同浓度胰岛素对前者的影响。从细胞活力度、细胞形态、细胞凋亡率等方面对胰岛素对MK801诱导PC12细胞凋亡的影响进行探讨,为进一步的分子机制等研究提供依据。
2.实验方法:
2.1 PC12细胞的培养及诱导分化未分化的PC12细胞培养于含2﹪胎牛血清和8﹪马血清的DMEM完全培养液中,并置于37℃、含5﹪CO<,2>及饱和湿度的细胞培养箱中培养。
将培养皿中未分化的PC12细胞消化并离心后,重悬于含50ng/ml神经生长因子(2.5s-NGF)的完全培养液中,诱导2天后,分化的未成熟神经元样PC12细胞即可备用。
2.2实验设计2.2.1实验对象以体外培养的经神经生长因子(2.5s-NGF)诱导分化2天的未成熟神经元样PC12细胞为研究对象。
2.2.2实验分组第一部分:诱导分化的PC12细胞随机分成以下6组进行实验C组:只加入不含NGF完全培养液,不加任何其它处理因素。
MK1组:加入MK801终浓度为10μ M(mM为mmol/L的简写)的不含NGF完全培养液。
MK2组:加入MK801终浓度为50μ M的不含NGF完全培养液。
MK3组:加入MK801终浓度为100 μ M的不含NGF完全培养液。
MK4组:加入MK80l终浓度为150 μ M的不含NGF完全培养液。
MK5组:加入MK801终浓度为250 μ M的不含NGF完全培养液。
以上6组细胞同时加药,并在细胞培养箱培养48小时后进行各指标的检测。
第二部分:将MK801诱导产生的凋亡模型作为实验对象,随机分为5组进行实验MKC组:加入MK801终浓度为150 μ M的不含NGF的完全培养液。
IN1组:加入MK80l终浓度为150 μ M及胰岛素终浓度为100mu/L的不含NGF的完全培养液。
IN2组:加入MK801终浓度为150 μ M及胰岛素终浓度为200mu/L的不含NGF的完全培养液。
IN3组:加入MK801终浓度为150 μ M及胰岛素终浓度为400mu/L的不含NGF的完全培养液。
IN4组:加入MK801终浓度为150 μ M及胰岛素终浓度为800mu/L的不含NGF的完全培养液。
以上5组细胞同时加药,并在细胞培养箱培养48小时后进行各指标的检测。
2.2.3检测指标(1)光学显微镜下对各组细胞进行形态学观察。
(2)四唑盐(MTT)比色法检测各处理组作用后未成熟神经元样PC12细胞的存活率。
(3)结合原位末端标记技术(TUNEL)和PI单染流式细胞术(FCM)检测各组细胞凋亡情况。
每组在每种实验中至少设4个孔以上,所有实验均采用3次独立培养的细胞进行重复,避免不同细胞培养造成实验结果的差异。
3.统计学方法本研究采用完全随机化设计,应用SPSS13.0统计软件,计量资料均以均数±标准差(x±s)表示,数据采用单因素方差分析法进行统计,各组间两两比较采用S-N-K过程。以P<0.05作为差异有显著性。
4.实验结果:
1 PC12细胞的诱导细胞在不含NGF的完全培养基中生长迅速,对数生长期为2-3天。用含50ng/ml的完全培养基培养后,细胞的生长速度降低,细胞开始生出突起。4天后80﹪细胞的突起可达其直径的两倍,10天后可以形成致密的网络。
2 MK801对未成熟神经元样PC12细胞的影响
2.1存活率MK801处理后,MTT结果显示,10uM组细胞存活率略有降低但与对照组无差异,50uM组细胞存活率降低(0.01
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