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Effect of Panax notoginseng saponins on syp and tau gene expression in brain of senescence accelerated mouse

三七总皂苷对快速老化模型小鼠脑内syp,tau基因表达的影响


目的:研究三七总皂苷(Panax notoginseng saponins,PNS)对快速老化模型小鼠(senescence accelerated mouse prone 8,SAMP 8)脑内突触素(synaptophysin,syp)、tau基因表达的影响。方法:SAMP 8小鼠随机分为PNS低、高(23.38,93.50 mg·kg-1·d-1)剂量组、阳性对照药物石杉碱甲(0.038 6 mg·kg-1·d-1)组、模型组。各给药组分别按设定剂量灌胃给药,空白组灌服双蒸水,连续8周。应用实时荧光逆转录聚合酶链式反应(real-time RT-PCR)的方法,检测PNS对SAMP 8脑内syp,tau mRNA含量的影响。结果:PNS高、低剂量组均可以增加syp mRNA含量(P<0.05或P<0.01),PNS对tau mRNA含量未见明显影响。结论:PNS可以在转录水平上调SAMP 8脑内syp基因的表达。

Objective: To study the effect of Panax notoginseng saponins (PNS) on (synaptophysin, syp) and tau gene expression in the brain tissue in senescence accelerated mouse prone 8 (SAMP 8).  Method: SAMP8 were randomly divided into 4 groups: PNS 23.38, 93.50 mg·kg-1 group, huperzin A 0.038 6 mg·kg-1·d-1 group and blank control group; the drug groups were treated with the designed drugs respectively per day by intragastric administration for 4 consecutive weeks, and double distilled water was given to blank control group. After treatment, the mRNA content of tau and syp were assayed by reverse transcription (RT) and real-time polymerase chain reaction (real-time PCR).  Result: Compared with blank control group, the syp mRNA contents were increased in PNS groups (P<0.05 or P<0.01), and the tau mRNA content were not significant difference in all groups.  Conclusion: This study suggests that PNS can up-regulate syp gene expression at transcriptional level in the brain of SAMP 8.


全 文 :三七总皂苷对快速老化模型小鼠脑内 syp,tau
基因表达的影响
吕 良1,钟振国1,吴登攀1,柴立民2,张雯艳1
(1.广西中医学院 新药研究开发中心,广西 南宁 530001;
2.中国中医科学院 眼科医院,北京 100040)
[摘要] 目的:研究三七总皂苷(Panaxnotoginsengsaponins,PNS)对快速老化模型小鼠(senescenceacceleratedmouse
prone8,SAMP8)脑内突触素(synaptophysin,syp)、tau基因表达的影响。方法:SAMP8小鼠随机分为PNS低、高(2338,9350
mg·kg-1·d-1)剂量组、阳性对照药物石杉碱甲(00386mg·kg-1·d-1)组、模型组。各给药组分别按设定剂量灌胃给药,
空白组灌服双蒸水,连续8周。应用实时荧光逆转录聚合酶链式反应(realtimeRTPCR)的方法,检测 PNS对 SAMP8脑内
syp,taumRNA含量的影响。结果:PNS高、低剂量组均可以增加sypmRNA含量(P<005或 P<001),PNS对 taumRNA含
量未见明显影响。结论:PNS可以在转录水平上调SAMP8脑内syp基因的表达。
[关键词] 三七总皂苷;快速老化模型小鼠;突触素;tau;基因表达
[收稿日期] 20081016
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30560189);广西高校人才小
高地建设创新团队资助计划
[通信作者] 钟振国,Tel:(0771)3132106,13317712838,Email:
zhongzg@gxtcmu.edu.cn
  三七的主要有效成分三七总皂苷(PNS)对心血
管系统、血液系统、免疫系统、神经系统等均有不同
的药理作用。PNS对以 D半乳糖腹腔注射致亚急
性损伤合并鹅膏蕈氨酸损毁双侧大脑基底核建立的
老年性痴呆(Alzheimer'sdisease,AD)大鼠动物模型
空间学习记忆和胆碱能神经损害具有明显改善作
用,并也具有抗衰老作用[12],但其作用机制尚未完
全阐明。本实验通过检测快速老化模型小鼠亚系P
8(senescenceacceleratedmouseprone8,SAMP8)大
脑内 tau,突触素(synaptophysin,syp)mRNA的含
量,为研究PNS防治AD提供更多有用信息。
1 材料
1.1 动物 3月龄 SAMP8,雄性,体重20~30g,
由天津中医药大学提供(动物合格证号 WJ津实动
质M准字第006号)。
1.2 药品 PNS(云南玉溪市维和制药有限公司,
批号20050701);石杉碱甲(huperzinA)(浙江震元
制药有限公司,批号20040801)。
1.3 试剂 Trizol试剂(Invitrogen公司);Taq酶,
Rnasin,MMLVRT反转录酶(promega公司);SYBR
green(美国ABI公司);DNAMarker(广州东盛生物
科技有限公司),oligodT序列,引物序列由北京赛
百盛基因技术有限公司合成。oligodT序列:5′
TTTTGTACAAGCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT3′;β
actin(263bp):上游 5′GAGACCTTCAACACCCCA
GCC3′,下 游 5′AATGTCACGCACGATTTCCC3′;
Tau(189bp):上游 5′CGGCTTGTAGACTATTTGC
3′,下 游 5′ATGCCAGACCTAAAGAATGT3′;Syp
(278bp):上游 5′CTTCGGCGACTTCTACTACTTT
3′,下游5′GGAGCGGATGGATGTTTG3′。
1.4 仪器 7000型实时荧光定量 PCR系统(美国
ABI公司);DU640型紫外分光光度计(Beckman公
司);3K20型低温高速离心机(Sigma公司);DFC
型恒压恒流电泳仪(北京六一仪器厂)。
2 方法
2.1 分组与给药 小鼠随机分为模型组、PNS高、
低剂量组、阳性药石杉碱甲组,每组8只。动物适应
性喂养2周后给药,以双蒸馏水调配后灌胃给药。
PNS高、低剂量按9350,2338mg·kg-1·d-1给
药(参照临床成人用量,每天360mg/70kg的2,05
倍);石杉碱甲按00386mg·kg-1·d-1给药(参照
临床成人用量,每天03mg/70kg);模型组给予同
容积双蒸水,均灌胃给药,每天 1次,连续给
药2个月。
2.2 脑组织和RNA提取 处死小鼠,在75%乙醇
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中浸泡消毒后,用手术剪剪开头皮和颅骨,同一部位
取脑组织约50mg,放入01%DEPC水处理过的冻
存管中,并迅速加入1mLTrizol溶液。封口膜封口
后,放入液氮中保存。
2.3 提取总 RNA及反转录反应 Trizol一步法提
取总 RNA。紫外分光光度计测定所提取 RNA在
260~280nm波长下的吸光度(A)在18~20。根
据公式:RNA(g·L-1)=(A260×40×稀释倍数)/
1000计算RNA浓度。反转录反应体系:总 RNA3
μg,OligodT(05g·L-1)2μL,dNTP(10mmol·
L-1,含4种)3μL,DTT(01mol·L-1)2μL,Rnase
inhibitor(40U·μL-1)1μL,MMLVRT(200U·
μL-1)1μL,5×MMLVRTBufer6μL,加入 DEPC
处理过的无菌水至30μL;反应条件:45℃反应1h,
95℃ 5min终止反应。
2.4 RealtimePCR反应 20μL的PCR反应体系
含:10μL的 2×SYBRGreenPCRMasterMix,44
μL的 RNaseFreeWater、上、下游引物(005g·
L-1)各18μL和2μL的 cDNA。反应条件:预热
变性,94℃,5min;变性,94℃,30s;退火,55℃,30
s;延伸,72℃,30s;共进行40个循环的扩增,72℃
延伸8min。每批实验均做标准曲线(样品按照一
定梯度倍数稀释),实验中同步进行内参基因 βac
tin的定量检测,以目的基因与内参基因相对浓度比
作为目的基因的相对表达量。扩增反应在 ABI
7000荧光定量PCR仪上进行,各样品的荧光信号值
由荧光定量 PCR仪的支持软件 ABIPrism 7000
SDSsoftware实时产生并自动计算定量数值。
2.5 统计方法 各样品目标基因的相对表达水平
通过内参基因进行校准后用 珋x±s表示,用 SPSS
115forWindows统计软件包对数据进行统计,采用
单因素方差分析,进行SNK两两比较。
3 结果
3.1 标准曲线 每次实验中目的基因和内参基因
的标准曲线均由荧光定量PCR仪附带软件绘制,其
中syp和 tau基因的相关系数分别为 r=0999和
0981,线性关系良好,保证扩增结果的准确性。
3.2 RealtimePCR荧光扩增曲线图 扩增曲线光
滑,说明扩增反应呈指数扩增。
3.3 βactin,syp,tau扩增产物 电泳图谱15%琼
脂糖凝胶电泳观察PCR扩增结果,各产物特异性条
带明亮可见,扩增片段符合设计片段长度(图1)。
M.DNAMarkerDL2000;1.模型组;2.PNS2338mg·kg-1组;
3.PNS9350mg·kg-1组;4.石杉碱甲组。
图1 βactin,syp,tau扩增产物电泳图谱
3.4 PNS对 SAMP8脑内 syp,taumRNA表达的影
响 与模型组比较,PNS各组均可以不同程度提高
sypmRNA含量(P<005或 P<001),提示 PNS
高、低可以上调syp基因表达,PNS高剂量组影响程
度较显著;各给药组对 tau基因的表达未见显著影
响(表1)。
表1 PNS对SAMP8脑内syp,tau基因表达的影响
(珋x±s,n=8)
组别 剂量/mg·kg-1 syp/βactin tau/βactin
模型 - 0081±0066 0127±0077
PNS 2338 1668±09521) 0220±0114
  9350 2302±12932) 0121±0104
石杉碱甲 00386 0898±05381) 0147±0118
  注:与模型组比较1)P<005,2)P<001。
4 讨论
AD是多因素多病因引起的大脑神经退行性病
变,主要病理学特征有:大脑皮层及海马区的 β淀
粉样蛋白(Amyloidβpeptide,Aβ)沉积并形成老年
斑(senileplaques,SP)、tau蛋白高度磷酸化形成的
神经原纤维缠结(neurofibrilarytangles,NFT)、神经
元脱失和弥漫性突触减少。神经突触缺失是老年性
痴呆患者认知损害的主要相关联因素[3],syp作为
一种主要的突触前囊泡膜蛋白,在调节神经递质释
放中发挥重要作用,是突触密度测定的可靠标记物,
有研究表明sypmRNA的含量随着衰老程度加深而
降低[4],且 AD患者的痴呆程度与 sypmRNA的含
量呈负相关[5]。
本实验采用的实验动物模型 SAMP8小鼠是由
日本京都大学 Takeda教授等人通过近交培育形成
的,一种研究脑老化和AD的较理想的动物模型,具
有学习记忆能力呈增龄性加速衰退,与 AD患者脑
内病理相近似[6]等特点。本研究结果表明,PNS可
以增加sypmRNA的含量,且剂量加大,效果越显
著。因此,PNS上调 syp基因的表达可能是其具有
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抗衰老,改善学习记忆能力的作用机制之一。syp
还与神经递质的合成有密切关系,郭长杰[7]等发现
PNS能够提高痴呆模型大鼠大脑皮层内去甲肾上腺
素,多巴胺和5羟色胺含量,本研究结果与之相吻
合。可以推断,PNS可能通过提高 sypmRNA的表
达,从而增加脑内多种神经递质的合成、释放,最终
能够改善学习记忆能力。
有学者研究表明[89],SAMP8小鼠脑内存在tau
mRNA水平显著升高和 tau蛋白高度磷酸化,所以
本研究也测定并分析了 PNS对 taumRNA的影响。
尽管结果表明PNS对tau蛋白在转录水平上未见显
著影响,但还不能最终断定 PNS对 tau蛋白最终表
达和高度磷酸化无影响。因此,本实验结果还需做
进一步验证。
[参考文献]
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EfectofPanaxnotoginsengsaponinsonsypandtaugeneexpressionin
brainofsenescenceacceleratedmouse
LVLiang1,ZHONGZhenguo1,WUDengpan1,CHAILimin2,ZHANGWenyan1
(1.CenterofResearchandDevelopmentofNewDrugs,GuangxiChineseTraditionalMedicalUniversity,Nanning530001,China;
2.OphthalmologyHospital,ChinaAcademyofChineseMedicalScience,Beijing100040,China)
  [Abstract] Objective:TostudytheefectofPanaxnotoginsengsaponins(PNS)on(synaptophysin,syp)andtaugeneex
pressioninthebraintissueinsenescenceacceleratedmouseprone8(SAMP8).Method:SAMP8wererandomlydividedinto4
groups:PNS2338,9350mg·kg-1group,huperzinA00386mg·kg-1·d-1groupandblankcontrolgroup;thedruggroups
weretreatedwiththedesigneddrugsrespectivelyperdaybyintragastricadministrationfor4consecutiveweeks,anddoubledistiled
waterwasgiventoblankcontrolgroup.Aftertreatment,themRNAcontentoftauandsypwereassayedbyreversetranscription(RT)
andrealtimepolymerasechainreaction(realtimePCR).Result:Comparedwithblankcontrolgroup,thesypmRNAcontentswere
increasedinPNSgroups(P<005orP<001),andthetaumRNAcontentwerenotsignificantdiferenceinalgroups.Conclu
sion:ThisstudysuggeststhatPNScanupregulatesypgeneexpressionattranscriptionallevelinthebrainofSAMP8.
[Keywords] Panaxnotoginsengsaponins;senescenceacceleratedmouse;synaptophysin;tau;geneexpression
[责任编辑 古云侠]
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