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细胞化学元素8篇

时间:2023-08-03 09:20:06

细胞化学元素

细胞化学元素篇1

【关键词】 铁; 铝; 铅; 胶质瘤细胞; 维生素C; MTT

维生素C(Vitmin C, Vit C)是一种水溶性物质, 具有可逆的氧化还原作用。Vit C是自然界广泛存在的一种抗氧化剂, Vit C联合其他抗癌药物治疗恶性肿瘤方法具有潜能, 体外及动物实验证实它对多种肿瘤有明显的抑制作用。但高浓度Vit C可致细胞毒性, 适量Vit C对体外中脑神经的生长发育有一定的促生长分化作用。研究发现Vit C通过影响细胞周期增强三氧化二砷诱导宫颈癌HeLa细胞凋亡[1]和诱导肝癌细胞凋亡[2]。铁是细胞生长增殖及机能活动所必需微量元素之一, 在细胞生长周期中铁的调控起重要的作用, Vit C联合Fe2+对细胞生长状态的影响存在一定的剂量反应关系, 不同剂量作用可引起细胞生长状态的不同变化, 适量Vit C/Fe2+可诱导细胞凋亡[3]。铝、 铅元素属于低毒性金属元素, 铝元素可导致神经行为损害、 记忆力减退、 早老性痴呆等某些中枢神经功能障碍。铝可对原代培养皮层神经细胞产生细胞毒性, 可引起细胞结构改变, 抑制皮层神经细胞生长, 并可诱导细胞凋亡[4]。铅元素对心血管系统、 神经系统、 泌尿系统、 生殖系统都有毒性效应, 铅对神经系统有很强毒性高浓度的铅可导致儿童严重的智力低下和不可逆的大脑损伤, 铅接触引起海马神经元细胞凋亡可能是铅损害学习记忆的重要机制之一[5]。研究铁、 铝、 铅元素细胞毒性及Vit C对铁、 铝、 铅元素诱导肿瘤细胞凋亡作用的影响, 为临床提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料 RPMI1640培养液、 胎牛血清购自Gibco公司; Vit C纯品(配制浓度250 μmol/L的Vit C)、 胰蛋白酶购自Sigma公司; 脑胶质瘤细胞株为宁夏医学科学研究所提供; 三氯化铝、 醋酸铅、 硫酸亚铁、 二甲亚砜为国产分析纯。

1.2 方法

1.2.1 细胞培养 脑胶质瘤细胞在含有100 mL/L胎牛血清的RPMI1640培养液中, 置于37℃、 50 mL/L CO2培养箱常规培养。用2.5 g/L胰酶(PBS配)消化传代, 传代密度一般为5×108/L, 传至3代后细胞用于实验, 实验选用对数生长期的细胞, 用2.5 g/L胰酶和0.2 g/L EDTA混合消化液消化, 用培养液稀释成单细胞悬液, 以4000个/孔接种于96孔板中, 待细胞贴壁后吸出原液, 设立对照组与实验组, 每组均设4个平行孔。

1.2.2 MTT比色法测定及其联合Vit C对脑胶质瘤细胞增殖的影响 细胞准备方法同1.2.1, 按以下分组加药, 单独用药6个实验组: 40 μmol/L和400 μmol/L浓度三氯化铝、 硫酸亚铁、 醋酸铅3种药物。联合Vit C3个实验组: 250 μmol/L Vit C分别加40 μmol/L浓度三氯化铝、 硫酸亚铁、 醛酸铅3种药物。1组空白对照组: 每孔加含血清的培养液。移入恒温箱内继续培养, 分别于24、 72 h时间段在倒置显微镜下摄像。每孔加入20 μL MTT(质量浓度为5 g/L, 用0.01 mol/L的PBS配制)在同样条件下培养4 h, 弃去孔内液体, 每孔加入150 μL DMSO, 振荡10 min, 酶标仪测定A490值, 分别计算24、 72 h9组药物对细胞抑制率。抑制率=(空白对照组A490值-实验对照组A490值)/空白对照组A490值×100%。

1.2.3 统计学分析 计量资料x±s描述, 多组平均数的比较用单因素方差分析, 检验水准以P

药物作用下细胞数量的变化: (1)同一浓度不同药物的实验组比较: 联合组、 单一药物组有相同的变化规律, 72 h变化规律与24 h相同, 24 h细胞数量明显为硫酸亚铁+Vit C>醋酸铅+Vit C>三氯化铝+Vit C。40 μmol/L浓度3种药物作用下细胞数量明显为硫酸亚铁>醋酸铅>三氯化铝, 统计学分析有统计学意义(P

3 讨论

MTT(又叫噻唑蓝)是一种四唑盐显色剂, 它能被活细胞线粒体琥珀酸脱氢酶还原成难溶的蓝黑色结晶并沉积在细胞中, 而死亡细胞则无上述反应。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中紫色结晶, 用酶联免疫检测仪在波长为490 nm处, 测定其吸光值, 可间接反映活细胞的数量及活力[5]。由此还可以推算细胞抑制率, 判断药效的强弱。Vit C近年来常作为辅助药被研究到与其他抗癌药物的协同作用, 如在低浓度Vit C/Fe2+作用可刺激细胞增殖, 并随Vit C剂量增加而凋亡细胞增强[3]。本实验结果Vit C能增强铁、 铝、 铅元素诱导胶质瘤细胞凋亡, 其中Vit C对铝离子的作用大于铅离子和铁离子, 三氯化铝和醋酸铅联合Vit C实验组细胞数量明显低于40 μmol/L浓度、 400 μmol/L实验组和40 μmol/L硫酸亚铁实验组。铁是机体必需元素之一, 去除铁可通过活化细胞内部基因来启动凋亡程序; 另一方面, 铁参与机体活性氧介质的生成, 可通过氧化应激的途径诱导细胞凋亡, 高浓度的铁离子对细胞产生毒性作用, 研究发现脑脊液中高浓度铁离子能促进神经元细胞的凋亡[6]。本实验400 μmol/L浓度硫酸亚铁组与对照组相比表现为明显的抑制作用。实验资料表明, 铅处理后各剂量组大脑皮层、 海马和小脑细胞凋亡率均明显高于对照组, 提示铅接触与细胞凋亡率之间有密切关系。细胞凋亡率与染铅量之间具有良好的剂量-反应关系, 说明铅接触浓度越高, 则细胞凋亡率越高。这与我们此次实验72 h高浓度醋酸铅细胞生长抑制率高于其他实验组结果一致。AlCl3对皮层神经元生长有明显的抑制作用, 与对照组相比具有明显时间剂量反应关系(P

参考文献

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[3] 杨瑞华, 李瑞珍, 海春旭, 等. Vit C/Fe2+对细胞生长状态的影响[J]. 第四军医大学学报, 1999, 20(9): S54-55.

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细胞化学元素篇2

[关键词] 天麻素;氯化钴;皮质神经元损伤;神经保护;缺血缺氧性脑损伤

[中图分类号] R332 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2016)05(b)-0017-04

[Abstract] Objective To study the repair effect of gastrodin on hypoxic brain neurons damage induced by cobalt chloride in rats, and provide an experimental reference for clinical treatment of ischemic and hypoxic brain damage. Methods Cerebral cortex nerve cells of SD rats were selected for study. The original generation after 7 d, they were numbered according to the culture dish. Primary cells were divided into blank control group, model group, gastrodin group and gastrodin control group by using random number table method, and corresponding treatment was implemented. Cell morphology, neurons relative vigor, lactate dehydrogenase (LDH) release quantity, EphA4 expression difference among four groups were observed. Results The relative activity of neurons in blank control group was significantly higher than that in other groups, the relative activity of neurons in model group was significantly lower than that in gastrodin group and gastrodin control group, the relative activity of neurons in gastrodin group was significantly lower than that in gastrodin control group (P < 0.01). The neurons LDH activity of model group was significantly higher than that of other groups, the neurons LDH activity of gastrodin group and gastrodin control group were significantly higher than those of blank control group (P < 0.01). The average neurons IOD of model group was higher than that of other groups, the average neurons IOD of blank control group was lower than that of other groups (P < 0.01). Conclusion Gastrodin can reduce the expression level of EphA4 in the injured neuron, inhibit the activity of LDH in neuronal cells, and enhance the cell relative viability, has a positive effect on the protection of rat cortical neuronal injury, is worthy of further study.

[Key words] Gastrodin; Cobalt chloride; Cortical neuron injury; Nerve protection; Hypoxic ischemic brain damage

缺血缺氧性脑损伤的病理过程包括能量代谢障碍、细胞内钙超载、兴奋性氨基酸分泌过多及一氧化氮蓄积等,上述病理反应引发的级联细胞毒作用是诱发神经元损伤的主要原因[1]。目前已有大量西药相继应用于神经元损伤的预防及治疗,其临床效果得到了一定认可,但伴随而来的明显副作用大大限制了其应用前景[2]。天麻素的强效镇痛、镇静、心血管功能改善、抗炎及抗自由基作用已被广泛证实,研究表明,天麻素还具有增强血管顺应性作用,有望改善脏器缺血缺氧状态、发挥脑保护作用[3]。本研究就天麻素对神经元损伤的影响进行实验分析。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验动物:出生24 h内健康新生SPF级SD大鼠,由郑州大学医学院动物实验中心提供,动物合格证号:120000KXWQR08001。

主要药品:天麻素(昆明制药集团药物研究所生产,100 g/瓶,批号:20130115,分析纯),纯度99.5%,分子量286.27,其化学结构式如图1所示。

主要试剂:Neurobasal培养基(美国Gibco公司生产)、B27试剂(斯百汇生物科技有限公司,规格:10 mL)、胎牛血清(美国Gibco公司生产,规格:500 mL)、胰蛋白酶(苏州亚科科技股份有限公司,型号:9002-07-7)、多聚赖氨酸(上海宝曼生物科技公司,浓缩液,25 mg/瓶)、氯化钴(CoCl2,山东淄博润兴化工厂生产,分析纯)、3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2、5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)(美国Sigma公司,分析纯)、乳酸脱氢酶(LDH)定量检测试剂盒(美国罗氏公司)、抗鼠人肝癌细胞系A4(EphA4)多克隆抗体(美国Santa Cruz公司)、CY3荧光试剂盒(武汉博士得生物制品公司),其他试剂均为进口分析纯。

1.2 处理方法

1.2.1 大鼠皮质神经元细胞原代培养 使用75%乙醇消毒实验大鼠,在严格无菌条件下,行神经元细胞原代培养[4],持续7 d。

1.2.2 细胞分组及处理 将原代培养7 d后的细胞按照培养皿编号,使用随机数字表法分为空白对照组、模型组、天麻素组及天麻素对照组,以125 μmol/L CoCl2溶液处理模型组及天麻素组细胞4 h,然后以25 mg/L天麻素处理天麻素组、天麻素对照组细胞24 h[5]。

1.3 观察指标

1.3.1 神经元形态观察 于倒置显微镜下,对各组细胞神经元形态变化进行拍照、观察,并比较。

1.3.2 细胞相对活力检测 采用MTT法,对各组细胞相对活力进行检测[6],使用全自动酶标仪,检测其570 nm波长处吸光度(OD)值。

1.3.3 LDH活性检测 LDH活性检测采用速率法[7],检测其440 nm波长处OD值。

1.3.4 EphA4表达量检测 采用细胞荧光化学法,对各组细胞EphA4表达量进行检测[8],红色荧光即为免疫阳性细胞。使用Image-Pro Plus 6.0软件,对各实验组的荧光图片单个细胞的累积吸光度(IOD)值和平均IOD值进行分析并比较。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0统计软件对数据进行分析和处理,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,多组间比较采用方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 神经元形态

倒置显微镜观察结果示,空白对照组神经元形态均匀一致,大小相仿,胞体饱满,呈光滑的椭圆形或锥形,神经元的突起广泛分枝,相互交叉,折光性强;模型组神经元形态发生明显改变,细胞折光性下降,胞体萎缩,出现颗粒,轴突变细变短,形状僵硬,分枝减少;天麻素组神经元形态较模型组有所改善,胞体萎缩减轻,轴突保留较多,但仍有少数细胞坏死;天麻素对照组形态较对照组稍差。见图2。

2.2 细胞相对活力

空白对照组神经元细胞相对活力显著高于其他各组,模型组神经元细胞相对活力显著低于天麻素组、天麻素对照组,天麻素组神经元细胞相对活力显著低于天麻素对照组,差异有高度统计学意义(P < 0.01)。见图3。

2.3 LDH活性

模型组神经元细胞LDH活性显著高于其他各组,天麻素组、天麻素对照组神经元细胞LDH活性显著高于空白对照组,差异有高度统计学意义(P < 0.01)。见图4。

2.4 EphA4表达

荧光显微镜观察结果示,各组神经元胞体、突起均可见红色荧光显示,但各组荧光强度存在一定差异。模型组神经元平均IOD值显著高于其他各组,空白对照组神经元平均IOD值显著低于其他各组,差异有高度统计学意义(P < 0.01)。见图5和图6。

3 讨论

缺血缺氧性脑病存活患者病残率高达75%,这与脑组织缺血缺氧引发的神经细胞死亡,继而导致的神经功能缺损具有密切关联[9-10]。因此,临床亟需一种能够有效保护神经元功能、避免神经元损伤的药物。

天麻素是我国传统中药材天麻中的主要有效成分,已有大量研究证实,天麻素具有恢复大脑皮质兴奋与抑制过程间平衡失调等作用[11]。研究表明,天麻素还可通过抑制兴奋性氨基酸诱导的细胞凋亡过程,在清除自由基、对抗自由基诱导的细胞损伤、神经保护等方面发挥积极效果[12]。本研究结果示,经CoCl2处理后,模型组、天麻素组神经元细胞均出现了不同程度的形态学变化,以胞体萎缩、细胞坏死为主,说明天麻素具有一定的神经保护作用。

在天麻素神经保护作用机制的研究中发现,模型组神经元细胞相对活力最低,但其LDH活性最高,说明模型组神经元细胞存在明显损伤,而天麻素在一定程度上使CoCl2诱导的化学性损伤得到抑制,考虑与天麻素在对抗兴奋毒性、双向调节一氧化氮和一氧化氮合酶、促进胶质细胞产生营养因子、稳定胞膜、抗细胞氧化等方面发挥的积极作用有关[13]。大量LDH的漏出表明,神经细胞膜完整性受损,且Cai等[14]研究证实,LDH活性与神经细胞损伤程度呈正比,故本研究结果示,天麻素处理后神经细胞LDH漏出量显著降低,提示天麻素对细胞膜完整性的维持亦具有一定作用。

此外,本研究发现,经CoCl2处理后,模型组细胞EphA4表达水平显著升高,而天麻素可使细胞EphA4表达水平得到明显控制,与何保丽等[15]研究结论一致。作为一种具有影响突触可塑性的基因,EphA4广泛分布于大脑各个区域,并集中于海马锥体细胞树突棘部位,研究表明,配体Ephrin-A3可激活EphA4,诱发下游信号转导级联瀑布,导致树突棘瓦解,使成熟大脑突出的重构能力得以保存[16-18],因此,EphA4在缺血缺氧损伤后神经元的损伤中扮演了重要角色。本研究天麻素组细胞EphA4表达得到有效抑制,说明经天麻素处理后,EphA4参与的CoCl2诱导神经元损伤过程得到了有效控制,细胞自我保护现象有所降低,神经元重构能力得以保存,从而有效延缓了神经元损伤过程[19-20]。

综上所述,天麻素能够有效抑制CoCl2诱导的大鼠皮质神经元损伤,其保护作用可能与EphA4表达抑制有关,为缺血缺氧性脑损伤的临床治疗开拓了新的研究方向,但其具体作用机制有待进一步深入观察。

[参考文献]

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[5] 位凯,王飞,张瑾,等.天麻素预处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤的可能机制[J].安徽医科大学学报,2014,49(6):756-758.

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细胞化学元素篇3

[关键词] 骨髓间充质干细胞 体外诱导 视网膜神经样细胞

胚胎干细胞具有发育全能性,理论上可诱导分化为机体所需的任何组织或器官,但涉及伦理学问题,以往受到很大限制,发展缓慢。应用眼色素上皮缘的视网膜干细胞[1]及鼠脑神经先祖细胞移植[2]也由于供体组织有限性及安全性问题,不利于治疗视网膜疾病的开展。于是有人把目光投向成体干细胞中的MSCs,成年动物骨髓有2类干细胞群:造血干细胞和间充质干细胞。最初因其容易贴壁呈成纤维细胞样克隆生长,被称为成纤维细胞集落形成单位(CFU-F)[3],后来研究发现它是骨髓造血微环境的重要组成部分,在体内外均具支持和调控造血的作用,且具有多向分化潜能,故又称其为间充质干细胞[4]。也称为骨髓基质细胞[5]。

MSCs的特点为:①来源于中胚层,可以跨系统甚至跨胚层分化为3个胚层来源的细胞,特别是中胚层和神经外胚层来源组织的细胞(视网膜来源于胚胎期神经外胚层),并且经过20~30次细胞分裂后,这种分化特性也不会消失[6]。②分离培养方便。③由于不表达T细胞识别的细胞表面标志,植入后不会发生免疫排斥反应。④易于转染和稳定高效表达外源基因优点[7],因此可把利于定向分化的生长因子基因转入MSCs,促使其定向分化。

MSC的纯化方法有贴壁筛选法,流式细胞仪分选法,密度梯度离心法,免疫磁珠法。如果能找到更特异性标记物,就可以获得更纯的MSCs,这对后续的实验步骤所得的实验数据有重要影响。

MSC为中胚层来源的干细胞,难于使其直接定向分化为外胚层来源的视网膜神经细胞[8],而且MSC直接移植后只有少量细胞能分化为视网膜神经细胞,因此要通过MSC获得神经干细胞,再分化为神经前体细胞,进一步分化为成熟的神经细胞。Nestin抗体(巢蛋白)为神经干细胞的特异性抗体,而MAP-2抗体为成熟神经元特异性标志。

MSC表达许多生长因子和细胞因子受体以及细胞与细胞黏附作用的受体,提示MSC的功能受自分泌和旁分泌循环的调控。这成为不同方法诱导MSCs定向分化的理论基础。目前,体外诱导MSCs向神经样细胞分化有4种方法:生长因子诱导,抗氧化剂诱导,中药诱导,增加MSCs内cAMP诱导。

1 生长因子诱导方法

Sanchez-Ramos等[9]将BMSC(Bone marrow stromal cells)用10ng/mLEGF预诱导,再用脑源性神经生长因子(BDNF)诱导,见其表达巢蛋白(nestin)。同时也表达GFAP和 NeuN.当将人或鼠的BMSCs与小鼠的中脑细胞或纹状体细胞共培养,结果有很小比例(0.2%~5%)MSCs表达神经胶质细胞标记物-神经胶质元纤维酸性蛋白(Glial fibrillary acidic protein,GFAP)和神经元标记物-神经元特异白(Neuron-specific nuclear protein,NeuN)。这种方法常用于诱导分化为视网膜神经样细胞的研究。

张卉以含有碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)或表皮生长因子 (EGF)加bFGF,或bFGF、EGF加全反式维甲酸(ATRA)的培养液培养BMSCs, 经诱导物诱导72 h后 , 纤维连接蛋白(fibronectin)和 I型胶原(collagen I)免疫阳性细胞减少。转化为神经干细胞(NSC)的nestin免疫阳性细胞增多。7d后其又减少。细胞分化后, 分化为神经元(神经元特异烯醇化酶-NSE)的阳性细胞最多占细胞总数的24.76%±2.72% ,同时分化为神经胶质细胞的GFAP阳性细胞占细胞总数的36.58%±3.26%[10]。bFGF参与骨髓MSC向神经分化的启动[11],同时bFGF又可促使神经前体细胞对EGF产生反应,两者联用有明显的协同作用,发挥增殖效应[12]。从胚胎发育的过程来看,EGF及其受体出现要比bFGF晚,研究表明EGF多促进MSCs向胶质前体细胞分化,而bFGF主要对神经元前体细胞的分化有促进作用[13,14]。

有人在MSC培养基中加入神经胶质生长因子(glial growth factor,GGF),观察其可以向神经胶质细胞分化,并表达GFAP。

Anthony等应用activinA(活化蛋白A),牛磺酸和EGF对成人CD90+MSCs体外诱导分化后,20%~32%的细胞表达感光细胞特异标志――视紫红质,视蛋白,recoverin(恢复蛋白)[8]。受此实验启发,可知在不同的化学诱导条件下,MSCs可能分化为不同类型的视网膜细胞。

孙旭芳等[15]用DMEM/F12(含10%FCS胎牛血清和100u/mL P/S) 1:1添加0.6%葡萄糖,1×ITS(胰岛素-转铁蛋白-硒化物,insulin transferring selenium),2mM谷酰胺,3mM碳酸氢钠,20ng/mLEGF,20ng/mLbFGF,5mMHepes制成分化液Ⅰ诱导6~10代rMSC14天后,检测其高表达神经干细胞特异性标志物nestin。培养视网膜神经细胞, 收集视网膜细胞培养上清液加入10%的FCS,与视网膜神经细胞培养液按照1:1混合,制成分化液Ⅱ,使形成的神经球形体在模拟眼内环境诱导下分化出视网膜神经样细胞,48h用免疫荧光检测,部分细胞NeuN,Thy1.1染色阳性(Thy-1位于哺乳动物RGCs.Thy-1.1抗原仅表达在大鼠神经节细胞上,用于鉴定大鼠RGCs),少数细胞表达GFAP。

牟大鹏等[16]先把分离到的视网膜组织加入DMEM培养液并用阿糖胞苷(Ara-C以抑制非神经细胞的增殖后)处理后,将视网膜神经细胞培养液的上清液收集于干净玻璃瓶中,真空抽滤后按2:3比例与DMEM培养液混合后诱导分化2~4代的rMSCs,2d后即可见神经元样细胞出现,7d神经元样细胞占细胞总数的26~27%,免疫荧光检测βtubulinⅢ(又称微管蛋白是RGCs早期和成熟期的标志物)阳性为18%±3%,Neurofilament protein(NF,神经丝蛋白,是神经元的特异性标志物)阳性率为23%±4%,3天后免疫组化Nestin阳性数为30.9%±7.7%,MAP-2染色阳性。

在视网膜神经细胞上清液制成的微环境中,视网膜神经细胞产生的细胞外基质如各种糖蛋白,粘蛋白,各种神经营养因子,各种细胞因子等可以维持骨髓源性神经干细胞生存,并向特定的视网膜细胞分化的良好环境。

bFGF诱导方法是诱导BMSCs向神经元方向分化的经典方法[17],其优点在于可以获得较多的神经元样细胞。刘东宁等[18]先用含10ng/mL bFGF的DMEM/F12(10%FBS)预诱导24h,再加入DMEM/F12,10ng/mL bFGF,2%二甲基亚砜,200umol/L丁羟茴醚,10umol/L福斯高林,5mmol/L KCl,2mmol/L丙戊酸,5ug/mL胰岛素的神经诱导基诱导第3代BMSCs7天。免疫化学鉴定1~7d可见神经元样细胞MAP-2(抗微丝微管相关蛋白-2)74.2%,Thy1.1阳性,GFAP阴性。也说明bFGF诱导后细胞主要向成熟神经元方向分化,而不是神经胶质细胞。bFGF诱导虽然可以获得较多的成熟神经元,但难以长期存活,联合其他神经营养因子如脑源性神经生长因子进行维持培养,有利于诱导后神经元的长期存活。

BMSCs与新生鼠视网膜神经细胞共培养后可分化为RGCs(retinal ganglion cells,视网膜神经节细胞)特异性抗体Thy1.1表达阳性的细胞[19]。利用出生1~3d的乳鼠视网膜细胞作为诱导剂置于Transwell双层培养板的上层使未成熟的视网膜组织内促进原始视网膜干细胞分化和发育的细胞因子,受体(BDNF,NGF,TrkB受体等)及细胞外基质成分,通过上层滤膜孔扩散至下层BMCs周围,模拟了原始视网膜发育的微环境。本实验说明BMSCs经化学性诱导和视网膜神经细胞共培养诱导均可特异性分化为具有RGCs表型的细胞。

一些体外实验还证实,还有许多因子调节MSC的分化方向,如胰岛素样生长因子Ⅰ(insulinlike growth factorⅠ,IGFⅠ)和脑源性生长因子(brain-derived growth factor,BDGF)被证实支持神经元方向分化。而睫状神经营养因子(ciliary neurotrophlic factor,CNF)和白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)作用于多潜能MSC,诱导它们分化成星形胶质细胞.

2 抗氧化剂诱导

活性氧(ROS)是氧分子还原成水时产生的许多活性中间体的统称,包括过氧化氢(H2O2/超氧阴离子(O2ˉ)/羟自由基(•OH)等。有学者证实[20]抗氧化剂可上调细胞P53基因转录表达的同时可下调c-myc基因的表达,从而调控细胞周期诱导干细胞分化。

Woodbury 等[21]报道,将鼠和成年人的MSCs先用2-巯基乙醇(ME-2)的DMEM/FBS诱导,以启动MSCs的神经细胞分化,接近80%出现神经细胞的表型和表达神经细胞标志性蛋白NSE(神经元特异性烯醇化酶),NF-M(神经丝蛋白),NeuN(神经元特异性核内抗原)。进一步用二甲亚砜,丁羟基苯甲醚,叔丁基对甲氧酚的DMEM中诱导,一周内超过50%的MSCs出现神经细胞形态学的改变,且以神经元标记物NSE,M-神经丝或Tau增高为主。

项鹏等[22]分别采用含巯基乙醇和硫代甘油等试剂的无血清DMEM诱导MSC分化为神经元,结果示诱导24小时,MSCs中约75.5%的NSE 阳性而GFAP阴性。贾延等[23]在β-巯基乙醇预诱导MSCs 24h ,再诱导5h, NSE表达率为 (63.7±4.5 ) %。

3 中药诱导

肖庆忠等[24]采用含100 ~ 150mg/L麝香多肽的无血清L -DMEM培养基诱导成年大鼠和人BMMSCs分化为神经元,免疫组化显示神经元样细胞NSE(93.5%),NF(88.2%),nestin表达阳性,GFAP阴性。

项鹏等[25]分别采用含丹参注射液或硫代甘油等试剂的无血清达乐伯克改良必需基本培养基 (DMEM)诱导MSC分化为神经元。与传统的诱导分化剂硫代甘油相似,但细胞存活时间较久。

撒亚莲[26]用三七总皂甙和贾延等用黄荃甙诱导MSCs,均得到同样的结果。此外,黄芪、天麻、人参、当归、脑新舒、人参蜂王浆多种传统中药成分及中药制剂体外均能诱导大鼠分化为神经元样细胞[27]。

4 增加MSCs内cAMP诱导其分化

可从基因水平上,诱导MSCs沿着特定的路径增殖发育成各种神经细胞。

Deng weiwen等[28]发现未分化的hMSCs可表达一些神经细胞的标志物,如微管蛋白(TuJ-1,neuron-specific tubulin), 神经元特异性烯醇酶(NSE),微管相关蛋白(MAP1B,microtubule-associated protein 1B)及波形蛋白(vimentin)。在培养基内加入诱导剂0.5mM 3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IMBX,isobutylmethylxanthine)和1mM cAMP类似物双丁酰环磷腺苷(dbcAMP,dibutyryl cyclic AMP),诱导6天,约有25%的MSCs 分化为典型的神经细胞形态, NSE 和 vimentin表达增高,且这种分化是不可逆的。提示:在体外,通过增加细胞内cAMP水平,可使MSCs分化为早期的神经前体细胞。

项鹏、夏文杰等[29]采用含腺苷酸环化酶激动剂Forskolin及磷脂酶抑制剂3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX)的无血清DMEM诱导MSC分化为神经元。

5 几种诱导因素的比较

对以上几种诱导因素综合比较可用增加胞内cAMP使MSCs分化为神经前体细胞,用抗氧化剂诱导MSCs分化为神经细胞,用生长因子诱导途径分化为神经胶质细胞或神经元细胞。此外应用中药诱导也不失为一种可行方法。虽然后三种方法还未应用于诱导MSCs分化为视网膜神经样细胞,但却展示了其良好的发展前景。

6 问题与展望

不仅是不同诱导途径的差别,在MSCs培养,MSCs表面标志的检测,视网膜神经细胞的培养,MSCs向视网膜神经样细胞的分化,每一个环节都会影响免疫组化和RT-PCR监测到的阳性率。影响MSCs向神经细胞分化的因素比较复杂:有内源性因素,如细胞质对核的影响;外源性因素,如相邻细胞的相互作用;细胞外环境因素:如细胞因子,激素等。而且这些因素如何起作用的机制不清,还需从形态特征,超微结构,分子生物学,生理学等角度进一步研究。不能急功近利的在短期内制备出完美的微环境,只能以体外一次次分析每个诱导因素的作用,逐渐完善模拟的微环境。诱导后的细胞是否具有视网膜神经细胞的一系列功能还不是完全清楚。并且对这些因子的研究大多是在体外排除其他因素影响的情况下进行研究的,而在体内则是通过相互作用起效应的,如何发挥多种因子协同作用,仍待解决。

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细胞化学元素篇4

一、生命过程

化学反应是元素原子和分子递换传输过程,凡化学反应中元素原子递换(置换)传输过程能递换出氢元素的化学物质为酸,或者与酸根递传过程生成酸性盐并放出氢为酸。凡化学反应中元素原子递换(置换)传输过程吸收氢元素的化学物质为碱。有机化学反应通常包含水解等分解和合成过程,实际上是水分子中氢和氢氧根与其它分子递换传输过程。生命体所吸收食物是经过化学反应,分解和合成过程或递传过程所形成的无机分子和有机分子在身体器官或细胞中递换和传输过程,被吸收部份及其分子称为同化过程,被排除部份及其分子称为异化过程。生命整体上形成身体、器官、细胞的不断物质更新和传输过程,称为新陈代谢过程,实际上是一系列递传和递补链接过程,称为递补链过程。

以生命过程而言,基本上是元素原子和无机分子、有机分子的递换和传输过程,是一系列化学反应过程,是同化、异化过程和新陈代谢生命过程的本质。化学反应通常需在一定条件下才能实现,如水溶液溶解下分子间易接触并产生递换,即易实现化学反应或元素原子的递换传输。又如适当加热,分子内交换松懈与碰撞接触机会增多而产生递换,即易实现化学反应。再如某些催化剂是易跟某些物质元素原子或分子产生递换,即分解后再排除出去,而催化剂本身恢复原状,只起加速某些元素原子或分子的递换传输的作用。生命体中酶蛋白就是主要的催化剂,不同的酶就起不同催化或递传作用,帮助不同的某些元素原子、分子、分子团颗粒的递换传输的加速作用。

《细胞遗传和繁殖递传论》一文指出:有性生殖细胞通常由较小细胞穿入较大的卵细胞膜进入内部,构成种子细胞。在适当的外部条件下,如合适的温度、压力、水分及其它营养料的条件下,内DNA等生命分子及酶、蛋白质开始活动并吸收卵细胞分子系统,转化为核的分子并复制新分子,新分子的排列组合与递传顺序延伸外,还受到卵分子条件限制,使得新分子除继承父本外,还受到母本卵的分子排列组合与递传顺序吸收,并在交换递传中调整协调。种子的胚芽细胞就是吸收卵分子后生成的分子链和分子系统。这些分子系统在适当条件下生长繁殖成众多细胞的细胞系统,各个分子链都可在吸收养料后生长成细胞或从细胞中分离并构成细胞链,整个分子系统就在吸收养料后生长成细胞系统,即胚芽、胚胎各个器官细胞的细胞系统,然后在外部环境中交换递传生长成生命体。

二、基本原理

生命基本单元是细胞。细胞,尤其种细胞是生命分子有机系统,细胞模(壁)、细胞质、细胞核、染色体等是生命分子的子系统,基因是子系统中的分子链,不同物种就有不同的生命分子排列组合结构和不同的递换传输方式的分子系统,分子链内分子或分子团基本成份、组合结构、递传方式可以用编码表示,这样可简化分子系统的结构复杂性。生命分子内的氨基酸类型和排列组合不同,就具有不同解旋和紧旋,即不同的同化和异化,或不同的一系列化学反应,即不同周期演变的交换递传过程。这些不同的有机分子类型和排列组合可以采取编码表示,而这些编码没有被认识之前称为密码,一旦被认识了可称为解码。因此所谓生命或基因密码信息通常应指这类尚未被认识的生命分子类型和排列组合,即编码方式。具有咬全面信息编码的分子系统,对认识生命过程很有帮助。这种情况下分子有机系统又可称全息分子系统,因此细胞,尤其种细胞是一定分子排列组合与递传方式的有机联系的分子系统,即全息的分子系统的原理。

生命分子主要是DNA和RNA等在紧旋与解旋周期运动中不断地从水、糖、脂、氨基酸、蛋白质等有机分子和无机分子在生命分子之间递换传输。DNA和RNA解旋时众多的酸、碱交换的键、链解开,具有吸收酸、碱性分子的特性,并递换出不需要的元素原子或分子。紧旋时吸收的分子转化或同化为生命分子,排除出不需要的元素原子或分子,使其生命分子生长。排除出来的元素原子或分子可能成为另一类型生命分子所吸收,可以构成生命分子间的交换递传,在整体上生长。但是任何事物或生命分子都不可能无限生长,随着生长相应交换递传或递补链环节增多,脱节的机会也相应增多,一个环节的脱节而又不能修复时,就要解体成大量有机、无机分子或者整体上衰亡。

《细胞遗传和繁殖递传论》一文不仅提出种细胞是分子有机系统原理,还提出生命生长与衰亡的递换传输原理。这条原理指出,不同生命体具有不同的种细胞,具有不同的分子系统及其子系统和基因分子链,以及不同的交换递传和递补链过程。使其具有不同的递换传输方式,即生长和衰亡方式,形成不同物种的不同生命形态和生命过程。生命体内元素原子、分子、分子集团的递换传输过程是其同化异化和新陈代谢过程本质,它同时使生命生长,随着生长的生命环节相应增多,脱节机会增多,有时是外部条件(如细菌侵犯)引起的,即构成疾病或衰亡机会也增多,脱节能修复则疾病治好,否则就衰亡,称为生命递传生长和衰亡过程原理。

外部环境或人工对物种变异影响较大的是在受精种细胞在精卵递换传输形成生命幼体过程改变其结构或递传成份和方式,甚至更早在基因分子链改变其结构或递传成份和方式。生命愈早期愈可能变异,可以说差以毫厘,失之千里。实际上生物的物种进化变异和适者生存都是在外部环境变化,甚至突变时,生物精卵递传中变异能够适应下来,生存下来并产生某些物种变异,甚至形成新的物种,可见自然选择和适者生存仍是自然环境条件下对生命体早期影响较强,并引起变异。自然选择与适者生存是生物进化较表面现象的描述。实际上人工物种变异也可以通过种细胞早期基因变异,改造物种.其结果会更有效,称为自然或人工物种变异原理。

三、细胞原理应用

1、受精卵培育

俗语“种瓜得瓜,种豆得豆”,即什么种类的种子或受精卵只能产生相应种类的植物或动物的基础上,选择该种类的优良品种,是农业增产最简便的办法,只有优良品种才有可能生长出优良的或丰产的产品。农业技术上很重要而普遍的一步是选种、育种与改造品种。优良的种子或受精卵才有健全的全息分子系统,才有竞争力的递换传输的分子系统。它们通常是上代亲缘关系不能太近,也不能太远(指不同物种间)。上代亲缘关系太近,分子系统吸收卵分子成胚过程毫不费力同化,缺少对称趋势竞争力,使其某些部位生长减弱,甚至发育不健全。上代亲缘关系太远或不同物种间,分子系统根本吸收不了异种卵分子,无法同化而不能成胚,即出现种间隔离现象。

现代细胞学观念仍缺少分子结构元素壳粒分布对称趋势与核壳平衡趋势矛盾而引起壳粒交换递传,缺少化学反应元素原子交换递传观念,因而对细胞现象只停留在表面解释。实际上细胞是有机联系的分子系统,一旦外部条件具备,分子系统核心子系统细胞核染色体开始活动,并开始分子之间不同元素原子交换递传,递换传输出的另类元素原子又为后面分子所吸收,再递换出新元素原子再传输到后面分子,这样一环扣一环递换传输,使分子系统生长成细胞系统。这样与其说细胞分裂,不如说细胞繁殖。细胞分化与发育实际上是不同分子了系统生长繁殖的结果。从分子递换传输角度解释细胞分裂、分化、发育等现象更为本质,且要深刻得多。

所谓入卵,染色体恢复二倍体,卵细胞的休眠状态重新被激活受精卵细胞开始分裂、分化、发育过程,实际上是精卵细胞的分子系统中,带有父系全部遗传信息即一定分子排列组合DNA、RNA和递传方式的分子系统与带有母系遗传信息的分子系统结合过程,实际上是分子系统吸收卵分子实现递换传输过程,DNA周期解旋与紧旋中酸、碱两极吸收元素原子,而复制分子,并排除多余元素原子,并传递到下一个生命分子,以至整个细胞分子系统。这样DNA元素递换传输中复制、生长,使精卵细胞分子系统逐渐生长成细胞系统,并逐渐生成胚胎。细胞内外的原子、分子递换传输实际上也是禽蛋孵化过程的本质反映。

1993年3月海外星云报导“牛只性别可由人类决定了”中述:英国科学家发明了一种科技,能决定新生小牛的性别。这种分别受精卵子的方法,已成功地决定了六头小牛性别。原来,带着雄性Y染色体的与带着雌性X染色体之间,有微细分别。利用动物胚胎体外受精技术,将牛的卵子配以两类靖子,制造他们心目中牛仔牛女的理想比例。研究小组负责人表示,此方法的准确程度高达90%。这个事实证明了《细胞遗传与繁殖递传论》一文与上述基本观念,即男女、雌雄决定于,并在分子系统交换递传中吸收卵子分子系统生成胚芽、胚胎或破蛋而出的幼禽细胞系统观念。胚胎还要在母体中继续吸收养料,受母体影响,直到出生

2、克隆技术问题

不同细胞是由一系列不同的分子链、分子子系统构成的分子系统,不同基因是不同的分子链,一系列基因(数量可高达百万)构成一定的染色体子系统。细胞膜、细胞质、细胞核、染色体等子系统在元素交换递传中被吸收并转化为其分子链及子系统的一部分,使其生长,排除另一部分不需要的元素,传递到下一个子系统。这样一环扣一环交换递传,在整体上生长。即细胞膜从外界有选择地吸收某些分子及其元素原子,交换传递到细胞质,吸收有用元素原子,排除无用元素原子到细胞核或细胞膜,细胞核再吸收生长,排除出不用元素原子或分子,使整个细胞在交换递传中生长。随着生长分子交换递传环节相应增加,脱节断裂机会也增多,细胞核的不同部位断裂,具有不同的细胞分裂与分化的效果。

仍保持全息的分子系统细胞为主干细胞,不能保持全息的分子系统细胞为体细胞。通常随细胞分裂繁殖次数增多,非全息体细胞相应增多,是细胞分化根源,构成胚胎复杂的细胞系统。胚胎器官体细胞只能在交换递传中分裂繁殖相应器官的细胞,从而胚胎细胞系统生长发育成生命体器官系统。所谓细胞分化实际上是细胞核愈靠外部的不同部位断裂并继续交换递传分子及其元素的结果,但在生命体中生成总是保存一些全息分子系统的主干细胞。这就是从某些体细胞核可以克隆出相应生命体的基础。克隆技术实际上就是在生命体中寻找类似的全息分子系统的细胞,并实现类似受卵生长发育成相应的胚胎与生命体。

《科学》中文版1999年3期《克隆技术对医学的影响》一文中提到,1995年夏天在英国苏格兰诞生了不是来源于和卵子的结合,而来源于一个26天的胚胎中分离出的细胞和成羊的培养细胞进行克隆,成羊的细胞产生了多莉,这是第一个从成年个体克隆而成的哺乳动物,1997年2月宣布多莉诞生。利用源自易于获取组织的培养细胞生产克隆体的实现会给畜牧业和医学带来大量实际利益,同时也能解答许多重要的生物学问题。克隆的基础是核移植,核移植需要用两个细胞,受者细胞通常取自刚刚排卵动物的未受精卵,供体细胞就是要被复制的细胞(相当于),迫使其融合在一起,并移植入替代母体的子宫内成胚。

这说明具有细胞分子系统的全息子系统染色体或基因不仅产生于雄性生殖器官中,还存在于某些体细胞核中,因此这些体细胞融入卵跟一样,在分子、原子交换递传中逐步吸收卵分子、原子而逐渐形成胚胎,其过程与没有什么本质不同。《细胞遗传和繁殖递传论》一文指出,这类体细胞克隆出来的生物体,不会比正常的受精卵发育的生物体更一致、更健康。通常会出现某些缺陷,如胚胎身体过大,寿命较短等问题。但多数器官体细胞核不具有全息子系统,只有局部信息,即只能繁殖相应的器官细胞。

到目前为止各种克隆实验报道,只有1~2%的胚胎存活下来产生活的后代,即使某些活到出生后的克隆体出生后不久就死亡。这说明体细胞毕竟不完全等同于的分子系统,基因不过是分子链,是染色体子系统的一个小段,信息或分子排列组合结构与递传方式往往不够完整。这就使生物克隆体在交换递传中发育过程,随生长环节增多而容易脱节,且脱节不易修复而死亡。这样克隆技术是否没有多大意义呢?从医学角度来说,更有意义的工作是局部器官的克隆技术,如从胚胎中提取移植某类细胞,使其在生命体的交换递传中繁殖发育,实现器官的切除再生。所谓干细胞是指能够分裂繁殖与进一步分化能力的细胞,包括主干细胞。

3、基因技术问题

一个真核生物单倍体基因组含有十的四次方到十一次方对的DNA、RNA及其核苷酸等重复或不重复分子总量。基因不同在于不同的DNA、RNA及其核苷酸排列组合与交换递传方式不同,为了简化起见,可采取编码方式或信息编码表达。不同物种具有不同基因组合与递传方式,即具有不同的递传方式或遗传信息的编码,可以说基因存贮了丰富的遗传信息码的分子链。在DNA等分子解旋、紧旋周期运动中实现元素交换递传,并复制、生成、扩充相应分子,随着生长扩充环节增多,断裂机会相应增加,繁殖出新的DNA分子。整个基因分子链就是在元素交换递传中生长,并繁殖出新基因分子链。

细胞化学元素篇5

[关键词] 神经干细胞 研究

健康网讯: 崔桂萍 天津市脑系科中心医院 300060 1992 年, Reynolds [1] 首次成功地从成年小鼠纹状体中分离出神经干细胞( neural stem cell, NSC ),于是“神经干细胞”这一概念被正式引入神经科学研究领域。可以总结为具有分化为神经元、星形细胞和少突胶质细胞的能力,能自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞。不少文献中还提到神经祖细胞和神经前体细胞,目前认为,神经祖细胞是指比 NSC 更有明确发展方向的细胞,而神经前体细胞是指处于发育早期的增殖细胞,可指代 NSC 和神经祖细胞:与 NSC 相比,二者的分裂增殖能力较弱而分化能力较强,是有限增殖细胞,但三者均属 NSC 范畴。 1. NSC 的起源、存在部位及生物学特征 中枢神经系统的发育起源于神经沟、神经嵴、神经管;研究发现, NSC 在神经管壁增殖,新生细胞呈放射状纤维迁移至脑的特定位置;主要存在于室管膜区,在成脑生发区以外的区域也广泛分布,即具有高度可塑性的神经前体细胞。 现发现 NSC 的生物学特征为:( 1 )具有自我更新能力;( 2 )具有多向分化潜能,可分化为神经元、星形细胞和少突胶质细胞;( 3 )处于高度未分化状态;( 4 )终生具有增殖分化能力,在有损伤的局部环境信号变化的刺激下可以增殖分化。其中( 1 )和( 2 )是 NSC 的两个基本特征。 2. NSC 的基础研究进展 NSC 的增殖和分化调控是目前 NSC 研究的核心问题,最近的研究资料显示, NSC 的增殖、分化、迁移调控受多种相关因素的影响。 2.1 神经递质 神经递质作为细胞外环境的一员,不仅介导神经元之间和神经元与效应器之间的信号传递,还参与 NSC 的增殖和分化。这些神经递质包括谷氨酸( G1u )、 5- 羟色胺( 5-HT )、 GABA 、甘氨酸( G1y )、乙酰胆碱( Ach )一氧化氮( NO )、肾上腺素与性激素等。 2.1.1 G1u :在脑的发育过程中有高含量的 G1u 表达, Haydar 等 [2] 发现, G1u 可以通过大鼠胚胎皮质 AMPA/KAR 的激活调节室周区前体细胞的增殖,但 GLU 对室管膜区( SZ )和室管膜下区( SVZ )体内细胞的影响是不同的,它可增加 SZ 细胞的增殖,减少 SVZ 细胞的增殖; GLU 还可促进神经元生长和分化。 2.1.2 5-HT :许多研究表明 [3] , 5-HT 在皮质发育、突触形成中起重要作用,抑制 5-HT 合成或选择性损伤 5-HT 神经元则引起齿状回及脑室下区神经元增殖活性下降, 5-HT 可促进胶质细胞分化和髓鞘形成。 2.1.3 GABA : GABA 是成体脑发育过程中主要的抑制性神经递质。 Haydar 等 [2] 发现, GABA 受体的激活可控制神经前体细胞的细胞周期; Stewart 等 [4] 研究发现, GABA 和 G1u 对脑内不同区域细胞增殖的影响是不同的,内源性 GABA 激活 GABA 受体在新皮质和调节神经前体细胞增殖方面起重要作用。 2.1.4 G1y 及其它: G1y 受体( G1yR )通过增加突触后细胞膜 C1 - 通透性而起突触后抑制作用。 Flint 等 [5] 发现, G1yR 在胚胎大鼠和初生早期脊髓中为未成熟迁移和分化的神经元中起重要作用,推测 G1yR 信号可能在突触形成中其重要作用; Ach 可通过 α -7 样烟碱乙酰胆碱受体激活导致新生大鼠嗅球原代培养细胞神经突起过度生长,相反, Ach 可抑制胚胎小鼠脊髓神经元的神经突起生长。有资料显示, NO 作为 CNS 的神经递质广泛参与神经细胞的存活、分化和可塑性的发生。而肾上腺素和性激素则可使新生小鼠齿状回新生细胞数量减少。 2.2 细胞外基质 细胞外基质( ECM )是组成间质和上皮血管中基质的不溶性结构成分,主要有胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白多糖和糖蛋白等。研究表明, ECM 可影响细胞分化、增殖、黏附、形态发生和表型表达等生物学过程。 NSC 具有位置特异性的分化潜能,其增殖、分化和迁移与 ECM 有非常密切的关系。 2.2.1 B- 链蛋白:新近资料表明, NSC 与 ECM 的黏附功能可以调节细胞的生长和增殖。 NSC 中的 B- 链蛋白和 Tcy/Lef 转录因子家族参与了细胞的成活、增殖和分化。 Chenn 等 [6] 发现,在 NSC 中稳定表达 B- 链蛋白的转基因小鼠,其发育的大脑皮质表面积增大,沟回变深而宽,类似高级哺乳动物的皮质;侧脑室腔变大,与之相邻的脑室壁有大量增生的细胞;并且其大部分 NSC 在有丝分裂后可重新进入细胞周期,说明过度表达 B- 链蛋白并不破坏神经细胞正常发育分化,皮质的扩大是由于 NSC 增殖所致,提示 B- 链蛋白与 NSC 增殖有关。 2.2.2 Ree1in : Ree1in 是 ECM 中分子质量为 400 × 10 3 的蛋白质,与神经细胞表面的整合素受体 α 3 亚基、极低密度脂蛋白和载脂蛋白 E 相结合,触发 Dab-1 胞液蛋白的衔接功能。在皮质发育过程中的神经元以及脊髓节前神经元迁移中起重要作用。 2.2.3 细胞黏附因子:细胞黏附因子是一种影响干细胞行为的重要信号蛋白,包括整合素和黏合素等。研究表明, ECM 中的整合素在调控 NSC 增殖、分化和迁移方面有重要的作用。脑内整合素与配体的相互作用促进了神经细胞的迁移,神经突起过度生长和少突胶质细胞髓磷脂膜的形成,在可塑性过程的成体突触结构形成中也起重要作用。黏合素家族中的 TN-C 在早期发育的中枢神经系统中广泛表达,但在分化过程表达下降;成脑受伤后, TN-C 表达上调,提示 TN-C 在提高中枢神经系统功能和可塑性方面有重要作用。 Garcion 等 [7] 用基因敲除 TN-C 的方法,发现小鼠少突胶质前体细胞向视神经方向迁移增加,但在各脑区的增殖率下降。 2.2.4 细胞生长因子: NSC 的增殖和分化还受多种细胞生长因子的调控,如成纤维的细胞生长因子( FGF )和表皮生长因子( EGF )等。 FGF 有三种受体, FGFR1 、 FGFR2 和 FGFR3 ,发育早期 FGF 在胎脑内进行增殖或神经发生的区域内表达,成年脑内在相应的神经发生区内也有 FGF 的持续表达,提示 FGF 在调节 NSC 增殖中发挥重要作用, EGF 在发育脑和成年脑内均有表达,神经元和星形胶质细胞均可表达 EGF 。 2.2.5 糖蛋白:糖蛋白家族包括层黏蛋白( LM ),纤维连接蛋白( FN )和腱蛋白( TN ), LM 为基底膜的构成成分,可促进细胞黏附,调节细胞形态、分化及细胞迁移等; FN 具有形成 ECM ,促进细胞黏附、伸展、迁移、吞噬及血液凝固等多种生物学作用; TN 有促进细胞黏附,促进或抑制细胞增殖和迁移等多种作用,并有拮抗 FN 的细胞黏附作用。 Takano 等 [8] 新近发现, FN 对小鼠神经脊细胞中黑色素细胞的增殖、分化和迁移有重要作用。而 Chipperfield 等 [9] 则发现, ECM 中硫酸乙酰肝素葡糖胺聚糖( HS )可促进 FGF-1 对成体 NSC 的有丝分裂作用。 2.3 基因调控 2.3.1 Notch 基因: Notch 信号通路对于决定胚胎发生、造血和 NSC 分化起着至关重要的作用,当 Notch 被激活,干细胞进行增殖,当 Notch 活性被抑制,干细胞进入分化程序,发育为功能细胞。 Tanigaki [10] 等发现, Notch 在成体 NSC 发育为胶质细胞中起着重要作用,表达 Notch IC 明显增加星形细胞分化,减少神经元和少突胶质细胞的产生。 2.3.2 bHLH 基因: bHLH 基因具有高度同源性,是发育过程中转录网络的重要组成部分,广泛参与神经和肌肉、细胞增殖分化、细胞谱系决定和性别决定等生理过程。 bHLH 基因在神经上皮细胞发育为神经元中起关键并激活下游作用,可促进细胞脱离细胞周期,使细胞游离出皮质,并激活下游特定神经元分化的遗传基因表达。 2.3.3 同源盒基因:同源合基因在生物进化中有高度保守性,对下游靶细胞具有调节作用。同源盒基因目前有 Hox 、 Pax 和 Lim 等几大类;目前认为, Hox 的表达与中枢神经在发育中的分区有关,为不同神经元的发育提供位置特征; Pax 的早期表达与神经发育过程中空间和时间的局限性有密切关系; Lim 绝大多数在特定的神经元亚群中表达,参与特定神经元的发育。 Galli 等 [11] 发现,成体哺乳动物室周区的 NSC 表达同源盒基因 Emx2 分化成神经元和胶质细胞时 Emx2 基因表达明显下调;然而, Emx2 表达停止后, NSC 对称分化为两个干细胞的频率增加,随着 Emx2 表达的增加,这种对称分化能力逐渐降低。 2.3.4 Nestin 基因: Nestin 属于中间丝蛋白家族,存在于分裂的 NSC 中,成熟神经元和胶质细胞不表达,被选作 NSC 的识别物,通过检测 Nestin 的表达即可确定多潜能干细胞的存在。 3. NSC 的应用研究进展 随着对 NSC 了解的不断深入,国内外科学家积极开展对 NSC 的临床应用研究。表现如下: 3.1 细胞移植 试验研究表明, NSC 可用于损伤的神经细胞替代;如脑缺血的细胞移植治疗以成为目前脑移植的新热点。多项研究证实,移植胚胎脑组织是修复脑损害,重建神经功能的有效治疗途径。目前有自体移植和异体移植两种途径,由于胎脑来源有限,并受到孕龄选择、活力保持、异体排斥反应及伦理道德等因素制约,使异体移植受到很大限制。于是自体移植的体外分离培养受到诸多科学家的深入研究并取得成功。刘辉等 [12] 将人类胎儿海马 NSC 移植入大鼠颅脑损伤模型,一周后发现 NSC 移植治疗组与未治疗损伤组相比,呈明显运动功能改善, NSC 分裂增殖为神经元或胶质细胞,并向受损脑组织迁移,所以, NSC 是细胞移植治疗颅脑损伤的一种良好来源。 3.2 基因载体治疗 一些大分子物质如神经生长因子( NGF )、脑源性生长因子,尽管有治疗作用,却不能通过血脑屏障,其治疗作用受到限制;然而,用 NSC 作载体,将编码特定神经递质或蛋白质因子的基因转导入 NSC 载体,以治疗 CNS 疾病,取得可喜进展,在脑肿瘤基因治疗更为突出。 Benedetti 等 [13] 将表达白介素 -4 的基因转导到 C57BL6J 小鼠原代神经组织细胞,然后将这些细胞注入已建立的胶质母细胞瘤模型中,结果导致大多数带瘤小鼠的存活,磁共振证实了大肿瘤渐进性缩小、消失。 3.3 神经损伤的再生 大量的试验研究表明,脑缺血可以出现发生区内源性 NSC 激活,以达到神经再生。 Iwai 等 [14] 认为,脑缺血后的神经再生可分为增殖、迁移、分化三个阶段;他们通过沙土鼠海马齿状回缺血再灌注损伤试验模型发现,沙土鼠脑缺血后第 10 天 NSC 增殖达高峰;缺血后 20 天,开始增殖的细胞表达神经黏附分子,并从颗粒层下区迁移至颗粒层;在到缺血后 60 天,这些迁移的细胞才分化为成熟细胞。 3.4 生命科学的研究 首先,通过干细胞的研究来检测人体的一些数量和浓度极为稀少的蛋白质;其次,通过研究药物对胚胎神经干细胞的生长分化的影响,推测某些药物潜在的胎儿致畸作用,人胚胎干细胞还可以提供在细胞和分子水平上研究人体发育过程中极早期事件的方法,并且不会引起相关的伦理问题。目前采用移植 NSC 治疗帕金森病、亨廷顿病、脊髓损伤、缺血性中风及老年痴呆等疾病取得一定进展,仍有待于进一步的研究和探讨。 4. 结语 近几年,对 NSC 的基础研究和应用研究均取得了可喜的进展,随着认识的不断深入,尚有许多问题未能明确,如:人体能获得利用移植 NSC 的程度有多大?移植物增殖分化的关键基因是什么?国内外的部分研究已发现神经干细胞移植到动物脑内后有潜在的致瘤性,等等。这些都有待于深入研究和解决,也希望我们的研究能广泛应用于临床。 作者简介:崔桂萍,女,主管检验师。 参考文献 1. Reynolds BA, Weiss S. Generation of neurons and astrocytes from isolated cell of the adult mammalian central nervous system. Science, 1992,225:1707-1710. 2. Haydar TF, Wang F, Schwartz MI, et al. Differential modulation of proliferation in the neocortical ventricular and subventricular zones. J Neurosci, 2000,20:5764-5774. 3. Roerig B, Feller MB. Neurotransmitters and gap junctions in developing neural circuits. Brain Res Brain Res Rev. 2000,32:86-114. 4. Stewart RR, Hoge GJ, Zigova T, et al. Neural progenitor cells of the neonatal rat anterior subventricular zone express functional GABA(A) receptors. J Neurobil, 2002,10:305-322. 5. Flint AC, Liu X, Kriegsein AR. Nonsynaptic glycine receptor activation during early neocortical development. Neuron, 1998,20:43-53. 6. Chenn A, Walsh CA. Regulation of cerebral cortical size by control of cell cycle exit in neural precursors. Science, 2002,99:4020-4025. 7. Garcion E, Faissner A, ffrench Constant C. Knockout mice reveal a contribution of the extracellular matrix molecule tenascin –C to neural precursor proliferation and migration. Development, 2001,128:2485-2496. 8. Takano N, Kawakami T, Kawa Y, et al. Fibronectin combined with stem cell factor plays an important role in melanocyte proliferation differentiation and migration in culture mouse neural crest cells. Pigment Cell Res, 2002,15:192-200. 9. Chipperfield H, Bedi KS, Cool SM, et al. Heparan sulfates isolated from adult neural progenitor cells can direct phenotypic maturation. Int J Dev Biol, 2002,46:661-670. 10. Tanigak K, Nogaki F, Takahashi J, et al. Notch1 and Notch3 Instructively restrict bFGF-responsive multipotent neural progenitor cells to an astroglial fate. Neuron, 2001,29:45-55. 11. Galli R, Fiocco R, De Filippis L, et al. Emx2 regulates the proliferation of stem cells of sthe adult mammalian central nervous system. Development, 2002,129:1633-1644. 12. 刘辉,杨树源,张建宁,等 . 神经干细胞移植对颅脑外伤神经组织的替代和修复作用 . 中华神经外科杂志 . 2002 , 18 ( 5 ): 282-285. 13. Benedetti S, Pirola B, Pollo B,et al. Gene therapy of experimental brian tumors using neural progenitor cells, Nat Med,2000,6(4):447-450. 14. Iwai M, Sato K, Omon M, et al. Three steps of neural stem cells development in gerbil dentate gyrus after transient ischema. J Cereb Blood Flow Metab.2002,22(4):411-419. 中华综合临床医学杂志

细胞化学元素篇6

1992年,Reynolds[1]首次成功地从成年小鼠纹状体中分离出神经干细胞 (neuralstemcell,NSC),于是“神经干细胞”这一概念被正式引入神经科 学研究领域。可以总结为具有分化为神经元、星形细胞和少突胶质细胞的能力,能 自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞。不少文献中还提到神经祖细胞和神经 前体细胞,目前认为,神经祖细胞是指比NSC更有明确发展方向的细胞,而神经 前体细胞是指处于发育早期的增殖细胞,可指代NSC和神经祖细胞:与NSC相比 ,二者的分裂增殖能力较弱而分化能力较强,是有限增殖细胞,但三者均属NSC 范畴。 1.NSC的起源、存在部位及生物学特征 中枢神经系统的发育起源于神经沟、神经嵴、神经管;研究发现,NSC在神 经管壁增殖,新生细胞呈放射状纤维迁移至脑的特定位置;主要存在于室管膜区, 在成脑生发区以外的区域也广泛分布,即具有高度可塑性的神经前体细胞。 现发现NSC的生物学特征为:(1)具有自我更新能力;(2)具有多向 分化潜能,可分化为神经元、星形细胞和少突胶质细胞;(3)处于高度未分化 状态;(4)终生具有增殖分化能力,在有损伤的局部环境信号变化的刺激下可 以增殖分化。其中(1)和(2)是NSC的两个基本特征。 2.NSC的基础研究进展 NSC的增殖和分化调控是目前NSC研究的核心问题,最近的研究资料显示, NSC的增殖、分化、迁移调控受多种相关因素的影响。 2.1神经递质 神经递质作为细胞外环境的一员,不仅介导神经元之间和神经元与效应器之间 的信号传递,还参与NSC的增殖和分化。这些神经递质包括谷氨酸(G1u)、 5-羟色胺(5-HT)、GABA、甘氨酸(G1y)、乙酰胆碱(Ach)一氧化氮 (NO)、肾上腺素与性激素等。 2.1.1G1u:在脑的发育过程中有高含量的G1u表达,Haydar等[2]发现 ,G1u可以通过大鼠胚胎皮质AMPA/KAR的激活调节室周区前体细胞的增殖,但 GLU对室管膜区(SZ)和室管膜下区(SVZ)体内细胞的影响是不同的,它可 增加SZ细胞的增殖,减少SVZ细胞的增殖;GLU还可促进神经元生长和分化。 2.1.25-HT:许多研究表明[3],5-HT在皮质发育、突触形成中起重要作 用,抑制5-HT合成或选择性损伤5-HT神经元则引起齿状回及脑室下区神经元增 殖活性下降,5-HT可促进胶质细胞分化和髓鞘形成。 2.1.3GABA:GABA是成体脑发育过程中主要的抑制性神经递质。Haydar 等[2]发现,GABA受体的激活可控制神经前体细胞的细胞周期;Stewart等 [4]研究发现,GABA和G1u对脑内不同区域细胞增殖的影响是不同的,内源性 GABA激活GABA受体在新皮质和调节神经前体细胞增殖方面起重要作用。 2.1.4G1y及其它:G1y受体(G1yR)通过增加突触后细胞膜C1-通透 性而起突触后抑制作用。Flint等[5]发现,G1yR在胚胎大鼠和初生早期脊髓 中为未成熟迁移和分化的神经元中起重要作用,推测G1yR信号可能在突触形成中 其重要作用;Ach可通过α-7样烟碱乙酰胆碱受体激活导致新生大鼠嗅球原代 培养细胞神经突起过度生长,相反,Ach可抑制胚胎小鼠脊髓神经元的神经突起 生长。有资料显示,NO作为CNS的神经递质广泛参与神经细胞的存活、分化和 可塑性的发生。而肾上腺素和性激素则可使新生小鼠齿状回新生细胞数量减少。 2.2细胞外基质 细胞外基质(ECM)是组成间质和上皮血管中基质的不溶性结构成分,主要 有胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白多糖和糖蛋白等。研究表明,ECM可影响细胞分化 、增殖、黏附、形态发生和表型表达等生物学过程。NSC具有位置特异性的分化 潜能,其增殖、分化和迁移与ECM有非常密切的关系。 2.2.1B-链蛋白:新近资料表明,NSC与ECM的黏附功能可以调节细胞的 生长和增殖。NSC中的B-链蛋白和Tcy/Lef转录因子家族参与了细胞的成活、 增殖和分化。Chenn等[6]发现,在NSC中稳定表达B-链蛋白的转基因小鼠 ,其发育的大脑皮质表面积增大,沟回变深而宽,类似高级哺乳动物的皮质;侧脑 室腔变大,与之相邻的脑室壁有大量增生的细胞;并且其大部分NSC在有丝分裂 后可重新进入细胞周期,说明过度表达B-链蛋白并不破坏神经细胞正常发育分化 ,皮质的扩大是由于NSC增殖所致,提示B-链蛋白与NSC增殖有关。 2.2.2Ree1in:Ree1in是ECM中分子质量为400×103的蛋白质,与 神经细胞表面的整合素受体α3亚基、极低密度脂蛋白和载脂蛋白E相结合, 触发Dab-1胞液蛋白的衔接功能。在皮质发育过程中的神经元以及脊髓节前神经 元迁移中起重要作用。 2.2.3细胞黏附因子:细胞黏附因子是一种影响干细胞行为的重要信号蛋白, 包括整合素和黏合素等。研究表明,ECM中的整合素在调控NSC增殖、分化和迁 移方面有重要的作用。脑内整合素与配体的相互作用促进了神经细胞的迁移,神经 突起过度生长和少突胶质细胞髓磷脂膜的形成,在可塑性过程的成体突触结构形成 中也起重要作用。黏合素家族中的TN-C在早期发育的中枢神经系统中广泛表达, 但在分化过程表达下降;成脑受伤后,TN-C表达上调,提示TN-C在提高中枢神 经系统功能和可塑性方面有重要作用。Garcion等[7]用基因敲除TN-C的方法 ,发现小鼠少突胶质前体细胞向视神经方向迁移增加,但在各脑区的增殖率下降。 2.2.4细胞生长因子:NSC的增殖和分化还受多种细胞生长因子的调控,如 成纤维的细胞生长因子(FGF)和表皮生长因子(EGF)等。FGF有三种受体 ,FGFR1、FGFR2和FGFR3,发育早期FGF在胎脑内进行增殖或神经发生的区 域内表达,成年脑内在相应的神经发生区内也有FGF的持续表达,提示FGF在调 节NSC增殖中发挥重要作用,EGF在发育脑和成年脑内均有表达,神经元和星形 胶质细胞均可表达EGF。 2.2.5糖蛋白:糖蛋白家族包括层黏蛋白(LM),纤维连接蛋白(FN)和 腱蛋白(TN),LM为基底膜的构成成分,可促进细胞黏附,调节细胞形态、分 化及细胞迁移等;FN具有形成ECM,促进细胞黏附、伸展、迁移、吞噬及血液 凝固等多种生物学作用;TN有促进细胞黏附,促进或抑制细胞增殖和迁移等多种 作用,并有拮抗FN的细胞黏附作用。Takano等[8]新近发现,FN对小鼠神 经脊细胞中黑色素细胞的增殖、分化和迁移有重要作用。而Chipperfield等[9 ]则发现,ECM中硫酸乙酰肝素葡糖胺聚糖(HS)可促进FGF-1对成体NSC 的有丝分裂作用。 2.3基因调控 2.3.1Notch基因:Notch信号通路对于决定胚胎发生、造血和NSC分化起 着至关重要的作用,当Notch被激活,干细胞进行增殖,当Notch活性被抑制, 干细胞进入分化程序,发育为功能细胞。Tanigaki[10]等发现,Notch在成体 NSC发育为胶质细胞中起着重要作用,表达NotchIC明显增加星形细胞分化, 减少神经元和少突胶质细胞的产生。 2.3.2bHLH基因:bHLH基因具有高度同源性,是发育过程中转录网络的重 要组成部分,广泛参与神经和肌肉、细胞增殖分化、细胞谱系决定和性别决定等生 理过程。bHLH基因在神经上皮细胞发育为神经元中起关键并激活下游作用,可促 进细胞脱离细胞周期,使细胞游离出皮质,并激活下游特定神经元分化的遗传基因 表达。 2.3.3同源盒基因:同源合基因在生物进化中有高度保守性,对下游靶细胞具 有调节作用。同源盒基因目前有Hox、Pax和Lim等几大类;目前认为,Hox 的表达与中枢神经在发育中的分区有关,为不同神经元的发育提供位置特征;P ax的早期表达与神经发育过程中空间和时间的局限性有密切关系;Lim绝大多数 在特定的神经元亚群中表达,参与特定神经元的发育。Galli等[11]发现,成 体哺乳动物室周区的NSC表达同源盒基因Emx2分化成神经元和胶质细胞时Emx 2基因表达明显下调;然而,Emx2表达停止后,NSC对称分化为两个干细胞的 频率增加,随着Emx2表达的增加,这种对称分化能力逐渐降低。 2.3.4Nestin基因:Nestin属于中间丝蛋白家族,存在于分裂的NSC中, 成熟神经元和胶质细胞不表达,被选作NSC的识别物,通过检测Nestin的表达 即可确定多潜能干细胞的存在。 3.NSC的应用研究进展 随着对NSC了解的不断深入,国内外科学家积极开展对NSC的临床应用研究 。表现如下:

3.1细胞移植

试验研究表明,NSC可用于损伤的神经细胞替代;如脑缺血的细胞移植治疗

以成为目前脑移植的新热点。多项研究证实,移植胚胎脑组织是修复脑损害,重建

神经功能的有效治疗途径。目前有自体移植和异体移植两种途径,由于胎脑来源有

限,并受到孕龄选择、活力保持、异体排斥反应及伦理道德等因素制约,使异体移

植受到很大限制。于是自体移植的体外分离培养受到诸多科学家的深入研究并取得

成功。刘辉等[12]将人类胎儿海马NSC移植入大鼠颅脑损伤模型,一周后发现

NSC移植治疗组与未治疗损伤组相比,呈明显运动功能改善,NSC分裂增殖为神

经元或胶质细胞,并向受损脑组织迁移,所以,NSC是细胞移植治疗颅脑损伤的

一种良好来源。

3.2基因载体治疗

一些大分子物质如神经生长因子(NGF)、脑源性生长因子,尽管有治疗作

用,却不能通过血脑屏障,其治疗作用受到限制;然而,用NSC作载体,将编码

特定神经递质或蛋白质因子的基因转导入NSC载体,以治疗CNS疾病,取得可喜

进展,在脑肿瘤基因治疗更为突出。Benedetti等[13]将表达白介素-4的基

因转导到C57BL6J小鼠原代神经组织细胞,然后将这些细胞注入已建立的胶质母

细胞瘤模型中,结果导致大多数带瘤小鼠的存活,磁共振证实了大肿瘤渐进性缩小

、消失。

3.3神经损伤的再生

大量的试验研究表明,脑缺血可以出现发生区内源性NSC激活,以达到神经

再生。Iwai等[14]认为,脑缺血后的神经再生可分为增殖、迁移、分化三个阶

段;他们通过沙土鼠海马齿状回缺血再灌注损伤试验模型发现,沙土鼠脑缺血后第

10天NSC增殖达高峰;缺血后20天,开始增殖的细胞表达神经黏附分子,并

从颗粒层下区迁移至颗粒层;在到缺血后60天,这些迁移的细胞才分化为成熟细

胞。

3.4生命科学的研究

首先,通过干细胞的研究来检测人体的一些数量和浓度极为稀少的蛋白质;其

次,通过研究药物对胚胎神经干细胞的生长分化的影响,推测某些药物潜在的胎儿

致畸作用,人胚胎干细胞还可以提供在细胞和分子水平上研究人体发育过程中极早

期事件的方法,并且不会引起相关的伦理问题。目前采用移植NSC治疗帕金森病

、亨廷顿病、脊髓损伤、缺血性中风及老年痴呆等疾病取得一定进展,仍有待于进

一步的研究和探讨。

4.结语

近几年,对NSC的基础研究和应用研究均取得了可喜的进展,随着认识的不

断深入,尚有许多问题未能明确,如:人体能获得利用移植NSC的程度有多大?

移植物增殖分化的关键基因是什么?国内外的部分研究已发现神经干细胞移植到动

物脑内后有潜在的致瘤性,等等。这些都有待于深入研究和解决,也希望我们的研

究能广泛应用于临床。

作者简介:崔桂萍,女,主管检验师。

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细胞化学元素篇7

近年研究表明,雌激素是神经系统中一种重要的信号分子,在促进神经生长发育、可塑性、神经递质的合成乃至神经元的存活、髓鞘和轴突再生过程中起着重要作用。特别是雌激素在中风、老年性痴呆、帕金森病等中枢神经系统退行性疾病以及脊髓、坐骨神经损伤、急性脑出血、脑缺血、神经外伤等方面备受关注。但是关于雌激素在神经干细胞移植术、视神经损伤疾病中作用的报道还很少。我们就雌激素对神经的保护作用做一综述。

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【关键词】  雌激素;雌二醇;神经保护

Abstract?The study of recent years showed that estrogen is an important signaling molecule in the nervous system. It plays an important role in the process of promoting nerve growth and development, plasticity, neurotransmitter synthesis and even the survival of neurons, myelin and axon regeneration. It causes for concern particularly that how estrogen plays in the stroke, senile dementia, Parkinson's disease and other degenerative diseases of central nervous system and spinal cord, sciatic nerve injury, acute cerebral hemorrhage, cerebral ischemia, neural trauma, etc. However, it is rarely reported about the role of estrogen in neural stem cells transplantation and optic nerve disease. This article made a brief summary on the effect of estrogen on the protective effects of nerve.

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KEYWORDS: estrogen; estradiol; neuroprotection

0 引言

   

雌激素(estrogen,E) 主要由卵巢产生,它与孕激素共同维持女性的生殖周期及生理特征,目前临床上主要用于治疗某些妇产科疾病。然而近年的研究表明,雌激素的作用已远远超出生殖功能的范畴,它不仅可在神经系统中合成分泌,并且能影响神经系统的结构和功能,是神经系统中一种重要的信号分子。近来大量研究表明17β雌二醇(17?βestradiol,17βE2)具有保护神经细胞、防止神经退化的作用。我们就雌激素对神经的保护作用做一综述。

1 雌激素受体在外周及中枢神经系统的分布

  

雌激素主要通过雌激素受体( estrogen receptor,ER) 的介导发挥生物学效应。雌二醇作用的靶组织分为经典和非经典2大类,ER 包括α 和β 两种亚型。经典的靶组织有子宫、乳腺、胎盘、肝脏、中枢神经系统、心血管系统、骨骼,它们含有大量的ERα。非经典的靶组织包括前列腺、睾丸、卵巢、松果体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、胰腺、胆囊、皮肤、泌尿道、淋巴细胞和红细胞。ERα在这些组织细胞中低表达或不表达,而ERβ在非经典组织中高表达 [1]。大量的研究发现雌激素受体在基底前脑、间脑、中脑、海马、杏仁体、大脑皮质、小脑皮质等均有广泛分布,且具有性别差异。其可能参与了雌激素对认知、情绪、内分泌、神经营养、生殖、肿瘤发生等多种神经功能的调节[2]。现已经证明性激素受体也存在于泪腺、睑板腺、结膜、角膜、虹膜、小梁组织、睫状体、晶状体和视网膜等许多眼组织中[3 ,4]。除神经元外,神经胶质细胞也存在雌激素的受体。在ERs 的亚细胞定位方面, ERβ主要位于细胞核,而ERα蛋白的表达主要位于胞质和突起[5]。

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2 雌激素对神经细胞的作用

  

雌激素及其受体主要通过3个途径发挥作用:(1)经典的雌激素核受体途径(基因组作用机制);(2)膜表面的受体作用机制(非基因组作用机制);(3)抗氧化作用机制。近年来研究发现雌激素在神经系统的种种生物学效应是以胶质细胞为中介的,并已确立了胶质细胞介导雌激素作用的途径[6]。

2.1 雌激素在神经生长发育中的作用

雌激素对神经细胞的作用是多方面的。雌激素可能是作为一种神经营养因子对神经元发挥营养神经的作用,还可能是通过神经营养因子间相互对话和信号转导途径,激活神经信号转导通路,抑制了神经元凋亡。生长发育:张吉强等[7]研究发现,出生后大鼠脑能表达雌激素合成酶即芳香化酶和雌激素β受体,提示雌激素通过其受体对早期神经发生可能具有调节作用。Brannvall 等[8]发现经雌激素处理能促进胚胎神经干细胞而非成年神经干细胞的增生;雌二醇还能诱导胚胎神经干细胞向神经元方向分化,但对成年神经干细胞无作用,强烈提示雌激素对胚胎发育过程中的神经发生有重要作用[5]。神经元的存活:神经元需要多种神经存活因子的支持,存活因子经过各自的受体激活神经元存活信号转导通路,使神经元存活。神经元存活信号转导通路主要包括PI3K和Ras通路,PI3K?AKT?BAD?14?3?3?CREB 途径是神经细胞存活的主要信息转导途径, PI3K途径中AKT/ PKB 和CREB 磷酸化是使神经元存活的必要条件。在去卵巢大鼠模型中,雌激素缺乏引起海马和皮层神经细胞凋亡相关蛋白改变和出现凋亡细胞[9]。有资料表明,雌激素可阻止大脑皮质的成神经细胞DNA 的断裂,进而抑制细胞凋亡,雌激素也诱导成神经细胞的增生和分化[10]。

2.2 雌激素的神经保护作用

神经细胞的生长和分化受许多因素影响:(1)神经营养因子是一类对神经有特异性的蛋白质,脑内神经生长因子(NGF)及脑源性神经营养因子 (BDNF)就是其典型代表。随着对其深入研究,人们发现它们具有明确的促进和维持神经细胞分化、生长和存活作用,在改善认知功能方面也有重要作用。 Solum等[11]研究结果提示大鼠在发育期雌激素通过ERα和BDNF 影响海马神经细胞的生长、分化和生理功能。在血管性痴呆和缺血再灌注大鼠模型中,17β?雌二醇可上调大鼠脑内BDNF含量从而使脑组织免于损伤 [12]。(2)胰岛素样生长因子?1(IGF?1 )促进发育期特殊神经的分化和存活,作为神经调质影响成熟神经的突触可塑性,参与神经组织对损伤的反应,保护神经免受神经变性刺激。脑内某些神经元可共同表达ERα、ERβ 和IGF?1 受体, 而且这些神经元上的ERα、ERβ信号通路和IGF?1 受体信号通路直接相互作用,活化蛋白激酶、3?磷酸肌醇激酶和诱导下丘脑神经元抗凋亡分子Bcl?2 的表达[13]。(3)热休克蛋白常温条件下作为分子伴侣,参与细胞的生长、发育和分化过程。当机体受到各种有害刺激如缺血、高温等热休克蛋白的产生增加。Marin等研究发现,热应激反应引起的ERα增加与热休克蛋白90 有关。(4)蛋白激酶B 和雌激素对培养的海马神经元有保护作用。β?淀粉肽31~35 通过降低蛋白激酶B 和微管蛋白?2 阳性细胞的数目产生神经毒作用。用雌激素预处理可逆转此现象。ER 拮抗剂tamoxifen 抑制雌激素增加蛋白激酶B 和微管相关蛋白?2 阳性细胞数的作用,提示雌激素的神经保护作用至少部分是通过ER 介导的蛋白激酶B 活化过程[14]。(5)Bcl?2是许多组织中维持细胞存活的原癌基因,在许多非神经组织中雌激素能通过Bcl?2促进细胞存活,实验证明雌激素能上调卵巢摘除大鼠心内神经节细胞蛋白表达,抑制细胞凋亡[15]。已证实Bcl?2 在脑缺血再灌注过程中通过抑制Ca2+释放、阻止凋亡基因信号传递、抑制自由基及抗过氧化作用而抑制细胞凋亡的发生。caspase?3是细胞凋亡过程中最重要的效应性蛋白水解酶,它的激活是细胞发生凋亡的关键。阻止caspase?3活化可抑制细胞凋亡,减轻继发性损伤,利于神经功能恢复。

  

在体及离体脑损伤模型皆显示,雌激素在神经元受损时起积极有效的保护作用。雌二醇不仅可以直接作用于神经元发挥保护作用,还可以通过经典的受体依赖机制和非受体依赖机制作用于血管内皮细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞间接发挥神经保护作用。雌激素可直接促进脑内神经细胞轴突及树突的生长,有建立和维持突触功能的作用[16];还可通过促进星形胶质细胞的发育来支持神经元的功能。体外培养新生大鼠大脑皮层星形胶质细胞能合成并分泌雌激素,分泌的雌激素可能参与了胶质细胞调节神经元突触形成的过程,而胶质源性的雌激素可能通过雌激素受体发挥促突触形成的作用。迄今为止,在培养的海马、下丘脑、脊髓及干细胞来源的神经元上也得到同样的结果,而且发现外周神经系统施万细胞也参与神经肌肉连接处突触的形成和维持。但星形胶质细胞是通过何种机制影响突触形成和可塑性的至今尚不清楚[17]。有报道雌激素通过载脂蛋白E 和神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)对神经有保护和修补作用。GFAP是正常和病理情况下应用最为广泛的星形胶质细胞标记物,参与复杂的细胞活动如细胞骨架的重建、髓鞘维持、细胞黏附和信号转导途径等。实验证明GFAP 缺如条件下小鼠对脑缺血损伤具有更高的敏感性,提示GFAP 在缺血性损伤发展过程中具有重要作用。此外,成体神经干细胞的增殖与BRCA?1基因表达蛋白量成正相关,而BRCA?1基因的表达受到雌激素的正向调控[18]。在病理状态如神经损伤后增加的自由基则易损害神经元膜, 诱发脂质过氧化反应。低浓度增加的自由基可影响细胞信号传导, 激发相关的调控基因导致细胞凋亡, 而高浓度增加的自由基则可通过脂质过氧化反应改变细胞膜的通透性, 影响细胞内环境的稳定导致细胞坏死, 从而使损伤神经的功能恢复变得困难。雌激素提高血清一氧化氮及一氧化氮合酶浓度是神经保护作用的可能机制之一[19]。适量的雌激素能够通过提高脑组织中 SOD的含量清除自由基作用及上调Bcl?2蛋白的表达来保护神经细胞。

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3 雌激素在外周神经再生中的作用

  

近年来研究表明雌激素可有效促进周围神经的损伤修复。雌激素能促进大鼠的坐骨神经功能恢复, 通过对抗坐骨神经损伤后引发的脊髓脂质过氧化反应对神经元发挥保护作用[20]。孕酮还可以通过促进外周神经髓鞘生成而起到神经保护作用。已经证实在大鼠脊髓损伤模型中,17β? 雌二醇可能通过下调caspase?3、上调Bcl?2 的表达从而抑制神经细胞凋亡, 对脊髓组织起神经保护作用。雌激素还可能通过抑制炎症反应、改善损伤后脊髓血供、抑制脂质过氧化、减少Ca2+内流等对大鼠脊髓损伤起到治疗作用。 17β? 雌二醇可作为自由基清除剂, 抑制脂质过氧化物形成, 从而减轻脊髓神经细胞损害程度[21]。

4 雌激素在中枢神经疾病中的作用

4.1 雌激素与帕金森病的关系

帕金森病的病理特征表现为多巴胺能(DA)神经元损伤,尤其是黑质致密带的DA 能神经元的退化。在青年组男性发病率明显高于女性,其原因是女性DA释放明显高于男性。适量应用雌激素可改善帕金森病早期的运动障碍。雌激素对DA的调节表现为对其释放及行为的影响。中脑多巴胺能神经元上ERα和ERβ的存在表明雌激素也作用于成人黑质纹状体系统。雌激素对DA的作用机制除通过基因组机制促进DA 的合成和释放和非基因组调节机制改变神经膜效应外,还可通过突触前膜D2受体调控DA的合成和释放;增加突触后膜D1,D2 受体的密度提高受体的敏感性,通过影响DA转运物质减少对神经毒性物质的重吸收,保护DA 能神经元免受凋亡[22]。

4.2 雌激素与阿尔茨海默病的关系

阿尔茨海默病(AD)的病理特征之一是老年斑。老年斑与β淀粉样蛋白(Aβ)沉积有关。Aβ的神经毒作用主要表现是诱导神经元的死亡、胞内钙超载、自由基产生、活化小胶质细胞释放细胞因子和抑制胆碱能神经的功能等。在绝经后妇女雌激素减少加速Aβ的沉积诱发和加重AD 的危险, 雌激素替代疗法使AD 得以改善。研究表明雌激素有抑制Aβ的沉积作用[23]。

4.3 雌激素在急性中枢神经系统损伤中的作用

4.3.1 雌激素对急性神经外伤的作用

国内外实验已证实雌激素通过减少细胞的凋亡、抑制炎症反应等促进实验性脊髓损伤(SCI)中大鼠神经功能的恢复[24]。在重型颅脑外伤研究中,Roof等[25]发现给予雌激素的动物组生存率明显高于对照组和雄性组 [25]。Garcia?Estrada等[26]在脑外伤研究过程中发现雌激素可下调刺激胶质细胞激活方面的因子,减少胶质细胞的增生,从而促进脑功能的康复。

4.3.2 雌激素对急性脑缺血的作用

国外研究报道内皮型一氧化氮合成酶(eNOs ) 能增加缺血区半暗带的血流量,保护缺血区残留的神经元[27]。Dubal等[28]在急性脑缺血的实验中报道,雌激素可通过其α受体发挥减少梗塞体积、保护受损侧皮层和纹状体(不包括海马区) 的神经元等作用,而且这些作用并非是通过增加受损侧脑血流量来实现的。这提示雌激素能增加脑血流量改善脑卒中预后的作用有区域选择性[29]。最近的研究表明雌激素的神经保护作用与增加脑内中性粒细胞的神经源性一氧化氮合酶(nNOs)有关。17β?雌二醇可减少中性粒细胞表面CD18 抗原表达,抑制中性粒细胞黏附而发挥神经保护作用。绝经妇女经雌激素治疗后其中性粒细胞nNOs 的表达显著增高,体外培养的男性中性粒细胞加17β?雌二醇孵育后,也测得nNOs 的表达增高, 使用雌激素受体拮抗剂他莫西芬和ICI182780 可以抑制nNOs 表达[30,31]。急性脑缺血发作后进行溶栓或介入治疗后适当给予雌激素有一定的临床意义。

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4.3.3 雌激素对急性脑出血的作用

Nakamura等[32,33]在大鼠急性基底节区血肿的颅内血肿( ICH) 模型中研究雌激素的作用时提出,雌激素通过其脑细胞上的受体发挥作用,给予雌激素的动物组血肿的吸收、脑组织的水肿和神经功能恢复的时间明显优于其它组别,且对雄性动物组也具有脑保护作用。Auriat等[34]在其ICH实验中提出给予外源性雌激素后能够促进神经功能康复,但与剂量有关。 Noppens等[35]发现雌激素在神经细胞生存方面具有重要的量剂效应,生理水平的雌激素对心脏骤停/心肺复苏后具有神经保护作用,并且及时给予即可起到脑保护的作用。

4.4 雌激素在神经干细胞移植术中的应用

神经干细胞的发现为神经损伤修复的研究提供了一条新思路。目前研究发现,在雌二醇的作用下胚胎干细胞可发育为神经元, 而且比成体干细胞更能转化为胶质细胞[8],胚胎干细胞发育为神经元时触突长度变短而分枝数目增加[36];胚胎干细胞在一定的条件下定向诱导分化为5 ? 羟色胺神经元并且同时表达雌激素受体的两个亚型[37];雌激素可诱导人干细胞分化为多巴胺能神经元,为神经干细胞移植治疗帕金森病提供了理论基础 [38]。17β?雌二醇作为一种辅助因子可以促进神经干细胞的增殖,其作用与浓度有关。BRCA?1基因能够调控成体神经干细胞的增殖,与BRCA?1 基因表达蛋白量成正相关,而BRCA?1基因的表达受到雌激素的正向调控[18]。随着研究进一步加深,神经干细胞将会广泛应用于神经系统功能缺失的修复、中枢神经系统疾病的治疗等方面。

4.5 雌激素在视网膜疾病中的研究

在视网膜退行性病变的发生中氧化应激起着一定的作用。雌激素可通过抗氧化作用使视网膜节细胞得到保护。视网膜血管位于神经、胶质等多种细胞形成的复杂微环境中。在发育及血管新生过程中,雌激素水平改变可以通过血管内皮生长因子影响视网膜血管内皮细胞的状态及功能。近来发现,作用于神经系统的信号分子同样也可作用于血管内皮细胞。内皮细胞表面除了血管内皮细胞生长因子的受体外,还可表达神经生长因子类及类固醇类多种受体,提示内皮细胞还可能以自分泌或旁分泌神经生长因子的方式来调节自身的功能[39]。最近的研究中发现, 17β? 雌二醇能阻断过氧化氢(H2O2 )对培养的视网膜神经细胞的毒性作用,提高细胞的生存率,对视网膜神经细胞起保护作用。17β? 雌二醇能显著增强视网膜神经细胞中PI3K的活性[40]。17β? 雌二醇可能是通过某种途径间接地激活了细胞中存在的PI3K的活性,具体途径有待进一步研究。 近来的研究发现,一些神经营养因子可通过PI3K的介导发挥其对神经细胞的保护作用。

5 展望

  

雌激素在体外的各个方面的研究证实其神经保护作用是确切的,然而在临床上却发现雌激素替代治疗增加了脑卒中的发生率,不能阻止轻度认知功能障碍的发生,临床应用上受到一定限制。国内外许多研究提示雌激素类似物对于治疗神经退行性变的疾病起到一定的积极作用。关于雌激素在体内促进神经干细胞的增殖及其是否为雌激素神经系统保护机制之一需要进一步的实验证明。神经干细胞能够发育成熟、定向诱导分化、移植后存活和正常迁徙以及合理增殖等都是我们面临的重大研究难题。视神经是中枢神经的重要组成部分,雌激素及其类似物对于治疗神经退行性变的作用及其对视神经的影响有待更多的实验研究。

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细胞化学元素篇8

文献标识码:A

文章编号:1672―1349(2007)06―0515 03

以往对神经保护的研究主要集中在神经元本身,认为只要阻断导致神经元坏死和凋亡机制中的一个或几个环节便可减轻神经元的进一步损伤。近年的研究发现,任何导致神经元损伤的原因如缺血缺氧、癫痫、感染、外伤、肿瘤、中毒、代谢障碍、退行性变或营养缺乏等都可能同时损伤胶质细胞和血管内皮细胞,后者的病理变化会加剧神经元的进一步损伤。因而提出神经血管单元(neurovascular unit)的概念,认为在神经保护治疗的同时必须兼顾对神经胶质细胞和血管内皮的保护。

天麻(Gastrodia elata B1,GE)为兰科天麻属多年生草本植物,具有熄风定惊、平肝潜阳、益智健脑、延缓衰老之功效。近年的研究显示天麻及其提取物天麻素(Gastrodin)、香草醇(Vanillylalcohol)、香草兰醛(Vanillin)、对羟基苯甲醛(Phydroxybenzol de―hyde)、对羟基苄醇(Phvdroxybenzylalcohol)等在神经损伤的多个环节起作用,同时涉及对胶质细胞和血管内皮细胞的影响。本文就此作一综述。

1 调节递质性氨基酸的浓度

1.1抗兴奋性毒性作用 脑内的兴奋性氨基酸(EEA)主要为谷氨酸(Glu),它最主要的受体是N-甲基D-天冬氨酸(NMDA)受体。正常情况下EEA作为神经递质对中枢神经系统的活动至关重要。当各种原因引起脑损伤时,从神经末梢释放增加而摄取减少,使其在细胞外间隙蓄积,受体过度激活,从而引起兴奋毒性(Excitotoxicity),导致神经元过度兴奋、坏死和凋亡。

陈文东等在人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞系培养液中研究天麻素对由氯化钾诱导的神经细胞释放谷氨酸的影响,发现天麻素可以防止神经细胞产生或释放过多的Glu,提示天麻素有可能被用于治疗某些脑内Glu浓度升高或钙离子超载导致的中枢神经系统疾病。薛柳华等进行了天麻素对Glu致培养皮层神经细胞损伤的保护作用的研究,发现天麻素可拮抗兴奋性氨基酸的神经毒性。

李运曼等发现天麻素能明显提高Glu诱导的PCI2细胞还原MTT的能力,抑制细胞乳酸脱氢酶(LDH)的释放;还可抑制兴奋性氨基酸引起的细胞内Ca2+含量的升高;剂量相关性的降低PCL2细胞凋亡百分率;同时可减轻H2O22引起的PCL2细胞损伤,降低静息状态下PC12细胞内过氧化氢的含量。

曹春雨等报道各种剂量的天麻都能使N-甲基D-天冬氨酸受体结合数下降,中剂量和大剂量天麻均能明显降低反复脑缺血再灌小鼠皮层NMDA受体结合数,提示天麻的脑保护机制与降低受体活性,抑制兴奋性氨基酸神经毒性作用有关。

天麻成分香荚兰醛和对羟基苯甲醛可显著的抑制Glu引起的人IMR 32成神经细胞瘤细胞内Ca2+的升高和细胞凋亡。应用小鼠双侧颈总动脉结扎再灌注模型造成兴奋毒性损伤,口服天麻促智颗粒(由天麻钩藤饮化载而成)可以调节模型小鼠脑组织内递质性氨基酸的含量,维持兴奋性氨基酸和抑制性氨基酸的动态平衡;还能够抑制缺血再灌注损伤引起的大脑皮质、海马两部位NMDA受体活性的增高,从而对抗兴奋毒性。以上研究说明,天麻可以从调节EEA的释放和摄取,抑制NMDA受体活性,防止Ca2+超载等方面对抗兴奋毒性。

1.2对脑内r-氨基丁酸(GABA)的影响 GABA作为脑内最重要的抑制性递质,能拮抗EEA过度表达所产生的兴奋毒性,保护神经元免于损伤。

An等[8]研究了天麻素对癫痫敏感性沙土鼠海马区GABA代谢的影响,发现天麻素在减少痫性发作评分的同时,升高海马区GABA的浓度。通过检测r-氨基丁酸转氨酶(GABAtransaminase,GABA―T)、琥珀酸半醛脱氢酶(succinic semialde―hyde dehydrogenase,SSADH)、琥珀酸半醛还原酶(succinic semi―aldehyde reductase,SSR)等指标观察天麻素对GABA降解影响,发现天麻素能显著减少GABA-T、SSADH和SSR的摄取。Ha等发现羟基苯醛(4-hydroxybenaldehyde)对GABA―T的抑制作用强于氨基烯酸(Vigabatrin)和丙戊酸(Valproic acid)。表明天麻提取物能够通过抑制GABA的降解,有效提高GABA的浓度,减少神经元的损伤。

2对一氧化氮(NO)及一氧化氮合酶(NOS)的影响

铅中毒使脑内NOS活性减少,阻碍小脑长时程抑制(LTD)的形成和维持,进而损害学习记忆。天麻可以拮抗铅中毒引起的大鼠小脑匀浆NO水平的降低和学习记忆损害。胡建军等研究发现天麻素能减轻胶质细丝酸性蛋白(GFAP)纤维素样改变;减少LDH漏出量;抑制NOS活性,从而减轻NO过量产生所引起的细胞毒性作用。

缺血再灌注损伤则引起体外培养星形胶质细胞NOS表达的上调,天麻素和川芎天麻液可对抗这种上调,从而抑制NO本身及由其而产生的一系列氧自由基的毒性。可见,天麻通过对NO的双相调节发挥其益智和神经保护作用。

3抗氧化作用

超氧化物歧化酶(SOD)是组织内重要的抗氧化活性物质,是氧自由基的清除剂,能够有效地清除超氧阴离子自由基(O2-),保护细胞免受损伤。丙二醛(MDA)是氧自由基攻击生物膜结构中的多不饱和脂肪酸后形成的脂质过氧化物,脑组织缺血缺氧后SOD含量下降,氧自由基增加,导致脂质过氧化过程加剧。研究表明,天麻增加脑内SOD含量,降低MDA含量,减少自由基产生,抑制脂质过氧化过程,提高脑细胞的存活率,在海马CA1区尤为显著。

对体外培养的缺血再灌注神经细胞,天麻素能明显地抑制其过氧化脂质(LPO)的增多。荚香兰醇则能够显著的抑制脑内注射氯化铁造成的大鼠癫痫模型皮层内LPO的升高。荚香兰醛和对羟基苄醇均可以抑制大鼠脑匀浆、微粒体、线粒体的脂质过氧化反应[16]。川芎天麻液可提高缺血再灌注损伤大鼠脑内SOD的含量。天智颗粒可在体内和体外显著抑制大鼠脑LPO的生成,使反复缺血再灌注小鼠皮层和海马谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px,GPX)活性增高,但对脑组织SOD的活性未见影响,提示天智颗粒抗氧化作用的机制主要是提高GPX的活性。

4对凋亡相关基因表达的影响

神经细胞凋亡是多种疾病脑损伤的共同过程。Bcl-2,HSP,C-fos等为抑制细胞凋亡基因,而Bax、p53、caspase-3等为促细胞凋亡基因。脑缺血再灌注损伤可引起体外培养海马神经元Bcl-2表达减少和bax表达增加,黄建梅等观察了抗呆I号(有天麻素等中药提取物组成)对体外模拟脑缺血再灌注损

伤原代培养海马神经元调控基因Bcl-2和Bax表达的影响。发现抗呆I号可通过上调神经元Bcl-2表达、下调Bax的表达对缺血再灌注损伤的神经细胞起到一定的保护作用。徐坚等通过实验研究证明,天麻可上调神经元Bcl-2的表达和下调Bax和p53基因的表达,从而起到对缺血再灌注脑组织神经元的保护作用。

胡俊峰等[19]观察醋酸铅染毒对大鼠海马和小脑C-fos基因表达及学习记忆功能的影响,同时观察阿胶、天麻的拮抗作用。发现亚慢性铅染毒造成大鼠学习记忆障碍的同时,导致C-los基因表达水平的下调,而天麻、阿胶可通过不同途径拮抗其对C―fos基因表达及学习记忆能力的影响。

5稳定细胞膜作用

在神经细胞损伤过程中,细胞膜状态是其损伤从可逆向不可逆转变的重要环节。膜流动性主要取决于磷脂,它可以敏感的反映细胞膜的状态。由于缺氧与兴奋性损伤,体外培养神经细胞缺血5h后即观察到膜流动性的下降,再灌后膜流动性继续下降。天麻素具有维持神经细胞膜流动性的作用,其机制可能是抑制磷脂酶的激活而阻止磷脂的降解。细胞膜受损达一定程度,膜的通透性增大,使生理情况下很少漏出的LDH大量漏出,细胞外LDH的浓度可以反映细胞膜损伤的程度。缺血再灌注以及谷氨酸的兴奋毒性使培养神经细胞膜和胶质细胞膜损伤,LDH大量漏出,表现为培养液中的LDH含量增高;天麻及其有效成分天麻素可以显著的减少上述损伤造成的LDH的漏出,并能显著地降低自由基的生成,表明天麻素有清除过多的自由基作用和细胞膜保护作用。天麻也可以通过保护脑细胞膜ATP酶的活性,改善离子转运,防止脑缺血缺氧后脑水肿的形成。

6对胶质细胞的影响

胶质细胞可分泌多种细胞因子和神经营养因子,在联系和维持神经元生存微环境中起着重要作用。生理情况下,胶质细胞数量的增多对活跃神经元起到更好的支持作用,对大脑的学习记忆功能有益。口服天麻可以明显使大鼠大脑胶质细胞增生,胶质细胞群面积增大,胶质细胞数量增多,这是天麻益智作用的机理之一。当多种原因引起脑损伤时,胶质细胞过度增生,增生的胶质细胞一方面产生和释放肿瘤坏死因子和NO等神经毒物质,促进损伤的发展;另一方面产生神经营养因子,有利于轴突的再生和修复。体外培养的星形胶质细胞在缺血再灌注损伤后胶原纤维酸性蛋白,星形胶质细胞的特异性标志物的阳性计数较正常组显著增高,且胶质细胞发生纤维样变,天麻素可以明显地抑制GFAP的增多,即通过抑制胶质细胞的过度增生以减弱其对神经细胞的进一步损伤,还能够减弱胶质细胞纤维样改变的程度。

7对血管的影响

天麻能抑制醋酸所致的小鼠腹腔毛细血管通透性增加,抑制5-羟色胺(5-HT)、PGF4所致大鼠皮肤毛细血管通透性增加,说明天麻对炎症早期的渗出有抑制作用,并能明显抑制多种炎症的肿胀。

孟云辉等观察天麻钩藤饮对血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)致人脐静脉内皮细胞(HUVECs)损伤的保护作用。发现天麻钩藤饮含药血清可抑制AngⅡ导致的细胞损伤,减少TNF-α的分泌,升高PPAR-rmRNA的表达。提示天麻钩藤饮可对抗AngⅡ所致的HUVECs损伤,保护血管内皮细胞功能。

8问题与展望

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