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Expression of NR1 mRNA of NMDA receptor by Gastrodine on hypoxia injury in cultured rat cerebral cortical neurons

天麻素对大鼠皮层缺氧神经细胞NR1亚基mRNA表达的影响



全 文 :天麻素对大鼠皮层缺氧神经细胞 NR1亚基
mRNA表达的影响
付 蕾1,毛艳华1,高 远2,刘 蕾1,王志平1,李良辰2
(1.郑州大学 药学院,河南 郑州 450001;2.郑州大学 基础医学院,河南 郑州 450001)
[摘要] 目的:观察天麻素对体外培养大鼠皮层缺氧神经细胞 N甲基D天冬氨酸(NMDA)受体 NR1亚基
mRNA表达的影响,探讨天麻素在神经保护方面的可能作用机制。方法:体外培养大鼠胚胎皮层神经细胞,以缺氧
无糖培养建立神经细胞损伤模型,采用不同质量浓度的天麻素 (13,26,52mg·L-1)处理细胞,用反转录聚合酶链
式反应(RTPCR)法检测神经细胞NR1mRNA的表达。结果:神经细胞缺氧损伤后,NR1mRNA的表达显著增高;
加入不同质量浓度的天麻素后均能显著降低神经细胞 NR1mRNA的表达。其中以26,52mg·L-1的抑制作用最
佳。结论:天麻素可能通过拮抗由缺氧引起的神经细胞NMDA受体NR1亚基mRNA表达的增加,发挥其神经保护
作用。
[关键词] 天麻素;神经细胞;缺氧;NR1mRNA;反转录聚合酶链式反应
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)09104904
[收稿日期] 20070615
[基金项目] 河南省医学科技攻关项目(20050014)
[通讯作者] 付蕾,Tel:13503863855,Email:oldfu123@zzu.
edu.cn
  天麻素gastrodine是兰科植物天麻Gastrodiaela
taBlume的有效单体成分之一。化学名为 4羟甲基
苯βD吡喃葡萄糖苷,用于神经衰弱、神经衰弱综合
征及血管神经性头痛等症的治疗。近年来的研究表
明天麻素具有一定的脑保护作用[1],但对其在缺氧损
伤神经细胞的保护机制方面的研究尚未见报道。现
认为脑缺血缺氧损伤后引起谷氨酸(Glu)大量释
放[2,3],脑内Glu浓度的急剧升高,过度激活其特异
性受体N甲基D天冬氨酸受体(NMDAR)引起脑组
织病理性损害[4]。目前认为NMDAR是介导神经毒
性损伤最主要的受体[5],它由 NR1,NR2AD等亚基
组成[6],其中NR1是其最基本的功能亚单位。
本实验通过对体外培养缺氧缺糖大鼠脑皮层神
经细胞NR1亚基mRNA表达的观察,以及天麻素干
预后NR1mRNA表达的变化,探讨天麻素在神经细
胞保护方面的可能作用机制,以期为临床用药提供
实验依据。
1 材料
1.1 药物
天麻素由昆明制药集团股份有限公司药物研究
所惠赠(纯度≥995%,批号20041003)。
1.2 动物
怀孕16~19d的Wistar大鼠,由河南省实验动
物中心提供(合格证号410116)。
1.3 试剂
总RNA抽提试剂盒为 Qiagen公司产品;RT
PCR试剂盒、琼脂糖为Promega公司产品;DMEM高
糖培养基为 Hyclone公司产品;胎牛血清为杭州四
季青公司产品;马血清(特级)为北京元亨圣马生物
技术研究所产品;多聚赖氨酸、阿糖胞苷均为 Sigma
公司产品。
1.4 仪器
超净工作台(WJ-80A-Ⅱ型,苏净集团安泰公
司);二氧化碳培养箱(HERAcel,德国 GmbH公
司);倒置相差显微镜(日本 Olympus公司);电泳仪
(DYY-6C,北京六一仪器厂);PCR仪(UNI型,德
国Biometra公司);高速冷冻离心机(GR22G型,日
本日立公司);超低温冰箱(日本 SANYO公司);凝
胶自动成像系统(德国 Biometra公司)。
2 方法
2.1 胎鼠大脑皮层神经细胞原代培养
培养板预先用001%多聚赖氨酸处理,自然晾
干备用。取孕16~19d的大鼠腹腔注射水合氯醛
350mg·kg-1麻醉,无菌条件下剖腹取出胎鼠,开颅
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    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
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取出大脑皮层放入预冷的DMEM培养基中,剔除软
脑膜和血管,将脑组织移入另一含10%胎牛血清和
10%马血清的DMEM培养基中,用细口吸管反复吹
打分散细胞,将细胞悬液经200目金属网过滤,以
1×109个/L细胞密度接种,置 37℃,体积分数5%
的CO2培养箱中培养2d,待细胞贴壁后换液1次去
除死细胞,以后每3~4d半量换液1次,细胞培养
至7~8d后,加入终浓度为10μmol·L-1阿糖胞苷
培养24h,以抑制非神经细胞过度增殖。继续培养
至10~12d后开始实验。
2.2 体外培养缺氧神经细胞损伤模型的制备
培养的神经细胞随机分为5组,即对照组、模型
组及天麻素高、中、低剂量组。对照组吸去原培养液
后,用含葡萄糖 10mmol·L-1的 Earle’s液于 37
℃,5%CO2培养箱中培养。模型组和天麻素高、中、
低剂量组细胞在吸去原培养液后,用无糖的 Earle’s
液(NaCl143,KCl54,CaCl2 18,MgSO4 10,
NaH2PO410,HEPES24,pH74)替代原培养液 ,
然后将培养板放入缺氧盒内,于37℃培养箱中持续
缓慢通入含有95%N2,5%CO2的混合气体4h。取
出并吸弃平衡盐缓冲液,换以无血清培养液于 37
℃、体积分数 5%的 CO2培养箱中继续培养 24h。
天麻素高、中、低剂量组于缺氧处理前即刻分别给予
13,26,52mg·L-1的天麻素处理。
2.3 RTPCR法检测NR1亚基mRNA的表达
2.3.1 引物 根据 GenBank设计 NR1与 βactin
引 物 如 下:NR1 上 游 引 物 5′TCCTGCTGGT
CAGCGACGAC3′(第 756~775位),下游引物 5′
CCAGCCACACGTACCCAGAG3′(第 1010~991
位),产物 254bp。内参照 βactin上游引物 5′
GCAAGAGAGGCATCCTGACC3′(第260~279位),
下游引物 5′GCAGTGGCCATCTCTTGCTC3′(第
770~751位),产物510bp。由上海生物工程公司
合成,聚丙酰胺凝胶电泳纯化。
2.3.2 RTPCR ①总 RNA提取:收集细胞离心,
用QIAGEN公司总 RNA提取试剂盒提取细胞总
RNA。②逆转录合成 cDNA:所采用的逆转录体系
为5×Bufer6μL,4×dNTP(25mmol· L-1)2
μL,RNasin1μL,AMV(200U·μL-1)1μL,通用引
物1μL,提取总RNA5μL,DEPC水补足30μL,42
℃ 水浴逆转录1h。③PCR扩增:分别以NR1,βac
tin上、下游引物同管扩增目的基因及内参对照,进
行PCR反应。扩增反应体系为30μL:10×Bufer3
μL,4×dNTP(5mmol·L-1)2μL,NR1上、下游引
物各 05μL,βactin上、下游引物各 05μL,Taq
DNA聚合酶05μL,逆转录产物5μL,去离子水补
足30μL。扩增条件:94℃ 预变性5min;94℃ 变
性30s,57℃ 退火 30s,72℃ 延伸 40s,循环 35
次;72℃ 末端延伸5min至4℃。④扩增产物琼脂
糖凝胶电泳:取8μL扩增产物与 2μL溴酚蓝加样
缓冲液混合,点样于15%琼脂糖凝胶(含 EB05
mg·L-1),80V电泳45min。
2.3.3 半定量结果分析 使用凝胶成像分析系统,
对扩增产物的电泳条带进行灰度扫描,分析扩增条
带吸光度(A)。以 NR1与 βactin电泳条带 A的比
值作为NR1mRNA的相对表达量。
2.4 统计学处理
所有数据均以 珋x±s表示,利用 SPSS130统计
软件,采用单因素方差分析,组间比较采用 q检验。
P<005为有显著性意义。
3 结果
采用 RTPCR法对各组神经细胞 NR1mRNA
的表达进行检测及半定量分析,NR1扩增片段为
254bp,βactin为510bp,经琼脂糖凝胶电泳分析,
扩增片段见图1。
图1 各组神经细胞NR1mRNARTPCR电泳图
A.天麻素52mg·L-1组;B.天麻素26mg·L-1组;C.天麻素
13mg·L-1组;D.模型组;E.对照组;M.分子量Marker
  各组神经细胞 NR1mRNA表达的半定量分析
见表1。结果显示:模型组细胞 NR1mRNA的相对
表达量与对照组相比显著升高(P<001);天麻素
高、中、低剂量组与模型组相比均能显著抑制神经细
胞NR1mRNA的表达(P均 <001),其中以天麻
素高、中剂量组抑制作用最强,但高、中剂量组之间
无显著性差异。
4 讨论
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  表1 各组间细胞NR1mRNA的相对表达量
(珋x±s,n=5)
组别 剂量/mg·L-1 A
对照  - 0146±0046
模型  - 0901±01061)
天麻素 13 0659±01342)
  26 0297±00462,3)
  52 0334±00562,3,4)
  注:与对照组相比1)P<001;与模型组相比较2)P<001;与低
剂量组相比3)P<001
NMDAR是目前研究最为深入的兴奋性氨基酸
受体之一。目前已证实NMDAR是由NR1,NR2AD
5种亚基组成的异聚体,其中 NR1亚基是 NMDA受
体最重要的功能亚基,是钙离子通道的主要调节
者[7],离开NR1亚基,NMDA受体就丧失活性。缺
血缺氧时NMDA受体介导的钙离子通道开放,大量
钙离子内流,介导了细胞内一系列钙依赖的酶的激
活,最终导致神经元的死亡[8,9]。因此,对NR1亚基
mRNA表达的测定可作为检测脑缺血缺氧损伤严重
程度的一个指标。
原位杂交结果显示,大鼠脑内几乎所有神经元
都有NR1的表达,以海马区、大脑皮质和小脑表达
最丰富。本实验结果表明,模型组大鼠大脑皮层神
经细胞NR1mRNA表达显著性提高,说明脑皮层神
经细胞缺氧培养4h后即可通过激活NMDA受体引
起神经细胞的损伤;加入不同剂量天麻素后,NR1
亚基 mRNA的表达均下调,NMDAR数量的下调可
减轻神经细胞缺血缺氧性损伤引起的神经元坏死,
表现出明显的保护作用,这可能是天麻素对脑缺血
缺氧保护作用的机制之一。
实验结果还显示,天麻素高、中、低剂量均有较
好的神经保护作用,但以高、中剂量组保护作用最为
显著。至于天麻素对神经细胞内游离钙及神经细胞
凋亡的影响等其他作用机制,还有待于进一步研究
探讨。
[参考文献]
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ExpressionofNR1mRNAofNMDAreceptorbyGastrodine
onhypoxiainjuryinculturedratcerebralcorticalneurons
FULei1,MAOYanhua1,GAOYuan2,LIULei1,WANGZhiping1,LILiangchen2
(1.PharmacyColege,ZengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China;
2.BasicMedicalColegeofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatetheefectofgastrodineontheexpressionofNR1mRNAofNMDAreceptorinculturedrat
cerebralcorticalneuronsinjuryinducedbyhypoxia.Method:Theinjurymodelsofculturedratcerebralcorticalneuronswasmadeby
hypoxiaandhypoglucose.Theconcentrationof13,26,52mg·L-1ofgastrodinewasrespectivelyaddedtotheinjuredcels.TheR
PCRtechniquewasusedtostudytheexpressionofNR1mRNAofNMDAreceptor.Result:TheexpressionofNR1mRNAincreased
markedlyinhypoxiaandhypoglucoseinjuredcels,theincreasedexpressioncanbeweakenedbygastrodine,moresignificantefectwas
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foundintheconcentrationof26mg·L-1和 52mg·L-1.Conclusion:Gastrodinemayactasaneuro-protectorbyweakeningthe
expressionofNR1mRNAinculturedratcerebralcorticalneuronsinjuryinducedbyhypoxiaandhypoglucose.
[Keywords] gastrodine;corticalneurons;hypoxia;NR1mRNA;RTPCR
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20071108
[基金项目] 黑龙江省科技厅攻关项目(GC05C31601);黑龙
江省教育厅振兴老工业基地项目(1151gzd25)
[通讯作者] 李文兰,Tel:13936169153,Email:lwldzd@163.
com
马钱苷肠吸收机制的研究
李文兰1,2,扈正婷1,季宇彬1,王晓冬1,徐 栋1
(1哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究中心,黑龙江 哈尔滨 150076;
2国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心,黑龙江 哈尔滨 150075)
[摘要] 目的:考察药物浓度、肠段、pH及Pgp对马钱苷肠吸收机制的影响规律。方法:将大鼠分为10组:马
钱苷高、中、低剂量组(01,0025,00125mg·mL-1);十二指肠、空肠及回肠组(0013mg·mL-1);pH6,7,8组
(0013mg·mL-1);诱导剂利福平组(00125mg·mL-1)。采用大鼠在体循环灌流法,应用 HPLC测定肠吸收循
环液中马钱苷的浓度,UV法测定肠吸收循环液中即时酚红浓度。结果:马钱苷在00125~01mg·mL-1,其吸收
量与药物浓度呈线性关系,且各浓度吸收速率基本不变;pH对马钱苷吸收没有显著影响;各个肠段的吸收速率及
吸收量顺序为回肠>十二指肠>空肠;此外,Pgp诱导剂利福平对马钱苷的吸收有明显的抑制作用。结论:马钱苷
在肠道的吸收呈一级动力学过程,吸收机制推断为被动扩散;具有特定的吸收部位,宜制成胃肠道滞留型定位释药
系统;马钱苷为Pgp底物,可以通过与Pgp抑制剂合用提高其生物利用度。
[关键词] 马钱苷;吸收机制;HPLC
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)09105204
  马钱苷(loganin)又名马钱素,是中药山茱萸及
许多复方的主要活性成分,具有明显的抗炎、调节免
疫、强心的作用[1,2],在低浓度时有促进淋巴细胞转
化作用,而高浓度时则有抑制作用,提示马钱苷对免
疫反应有双向调节作用[3]。
在口服药物占主导地位的今天,决定其药用价
值的首要环节就是药物吸收的程度和速度。因此,
研究药物的吸收具有重要意义。目前,考察药物吸
收特性的模型有体内、在体和体外3种,各方法都有
其优缺点。综合考察发现,体内及体外2种方法操
作均较为繁琐[4],且实验条件要求高[5,6],比较难以
达到良好的效果。而在体循环灌流法既克服了体内
及体外实验取样困难、洁净度要求高的难点,又接近
正常的生理条件[7],最重要的是实验对象为活体动
物,实验结果与体内结果接近,有较高的实验价值。
鉴于马钱苷较强的药理活性和药用价值,本实
验采用在体循环灌流法对马钱苷的吸收动力学进行
考察,确定影响其吸收的因素及其规律,揭示马钱苷
在肠道内的吸收机制,从而指导临床用药,并为马钱
苷及含马钱苷的中药新剂型的研制提供科学依据。
1 材料
1.1 仪器
WatersHPLC(W2695泵、W2996DAD检测器、
自动进样器、Empower化学工作站);751型紫外分
析仪(上海光谱仪器有限公司);水浴锅型号(上海
一恒仪器有限公司);HL-2型恒流泵(上海嘉鹏科
技有限公司);pH酸度计(北京赛多利斯仪器系统
有限公司);电子天平(美国奥好斯科技有限公司)。
1.2 试剂
水合氯醛;酚红;双蒸水;KB缓冲液(NaCl687g
·L-1,KCl04g·L-1,NaHCO322g·L
-1,NaH2PO4
013g·L-1,MgSO40122g·L
-1,CaCl2025g·L
-1,
葡萄糖5g·L-1);甲醇(色谱纯);冰醋酸(色谱纯)。
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