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背景与目的
氯氮平是治疗精神分裂症的非典型抗精神病药物,临床疗效确切,并且几乎没有氯丙嗪等典型抗精神病药物的锥体外系副作用,但是其代谢综合征的副作用较明显,病人出现糖脂代谢紊乱,因而降低患者用药的依从性。青蒿琥酯是一种抗疟药,并具有抗炎及调节脂质代谢、抑制脂肪细胞分化的作用。本实验旨在通过体外实验建立氯氮平影响细胞脂代谢的模型,在此基础上检测青蒿琥酯是否能改善或阻断氯氮平导致的脂代谢障碍,并重点探索了青蒿琥酯影响细胞脂质代谢的分子机制。
材料与方法
实验1:使用大鼠正常肝脏细胞(BRL-3A),找到无细胞毒性的合适的溶解氯氮平的DMSO(溶剂)的浓度。使用基础培养基稀释DMSO,配制2‰、3‰、和4‰四个浓度,处理BRL-3A细胞48小时,然后收集细胞,检测细胞活力。
实验2:选择2.85‰的DMSO溶解氯氮平,配制不同浓度的工作液(20μM、30μM、和40μM),处理BRL-3A细胞48小时,然后收集细胞,检测细胞活力。找到细胞毒性较小并导致脂代谢障碍的合适的氯氮平浓度。
实验3:选择40μM氯氮平和不同浓度的青蒿琥酯(5μM、10μM、和20μM)处理BRL-3A细胞48小时,然后收集细胞,检测细胞的脂代谢指标,包括甘油三酯、游离胆固醇、和总胆固醇。
实验4:选择40μM氯氮平和10μM的青蒿琥酯处理BRL-3A细胞48小时,然后收集细胞,检测AMPK信号通路上与脂代谢相关的分子mRNA和或蛋白的表达,包括SREBP-1c、SREBP-1、PPAR-α、PPAR-γ、HMG-CoARe、p-AMPK、AMPK,以及LDLRmRNA表达水平。
实验结果
1)20μM、30μM、和40μM的氯氮平处理BRL-3A细胞48小时,升高细胞内游离胆固醇和总胆固醇水平,但对甘油三酯水平无影响。
2)5μM、10μM、和20μM的青蒿琥酯与40μM氯氮平联用均阻断氯氮平导致的BRL-3A细胞游离胆固醇和总胆固醇水平升高。
3)10μM的青蒿琥酯与40μM氯氮平联用减轻了氯氮平导致的BRL-3A细胞SREBP-1cmRNA和SREBP-1蛋白的上调。
4)10μM的青蒿琥酯与40μM氯氮平联用减轻了氯氮平导致的BRL-3A细胞PPAR-γmRNA的上调,并且上调了PPAR-αmRNA的表达。
5)10μM的青蒿琥酯与40μM氯氮平联用完全阻断了氯氮平导致的BRL-3A细胞HMG-CoARe和LDLRmRNA的上调。
6)10μM的青蒿琥酯,及其与40μM氯氮平联用显著促进BRL-3A细胞的AMPK磷酸化。
结论
氯氮平升高BRL-3A细胞的游离胆固醇和总胆固醇水平,该作用可能通过上调细胞的SREBP-1cmRNA和SREBP-1蛋白的表达,上调PPAR-γ、HMG-CoARe、和LDLRmRNA的表达而实现。青蒿琥酯通过促进BRL-3A细胞的AMPK磷酸化,进而影响AMPK信号通路上的SREBP-1c、SREBP-1、PPAR-γ、PPAR-α、HMG-CoARe、和LDLRmRNA和/蛋白的表达,最终阻断氯氮平导致的BRL-3A细胞脂代谢紊乱。这些实验结果转化到临床研究可能减轻长期使用氯氮平导致的脂代谢副作用,提高病人用药的依从性,最终造福精神分裂症病人的治疗。
氯氮平是治疗精神分裂症的非典型抗精神病药物,临床疗效确切,并且几乎没有氯丙嗪等典型抗精神病药物的锥体外系副作用,但是其代谢综合征的副作用较明显,病人出现糖脂代谢紊乱,因而降低患者用药的依从性。青蒿琥酯是一种抗疟药,并具有抗炎及调节脂质代谢、抑制脂肪细胞分化的作用。本实验旨在通过体外实验建立氯氮平影响细胞脂代谢的模型,在此基础上检测青蒿琥酯是否能改善或阻断氯氮平导致的脂代谢障碍,并重点探索了青蒿琥酯影响细胞脂质代谢的分子机制。
材料与方法
实验1:使用大鼠正常肝脏细胞(BRL-3A),找到无细胞毒性的合适的溶解氯氮平的DMSO(溶剂)的浓度。使用基础培养基稀释DMSO,配制2‰、3‰、和4‰四个浓度,处理BRL-3A细胞48小时,然后收集细胞,检测细胞活力。
实验2:选择2.85‰的DMSO溶解氯氮平,配制不同浓度的工作液(20μM、30μM、和40μM),处理BRL-3A细胞48小时,然后收集细胞,检测细胞活力。找到细胞毒性较小并导致脂代谢障碍的合适的氯氮平浓度。
实验3:选择40μM氯氮平和不同浓度的青蒿琥酯(5μM、10μM、和20μM)处理BRL-3A细胞48小时,然后收集细胞,检测细胞的脂代谢指标,包括甘油三酯、游离胆固醇、和总胆固醇。
实验4:选择40μM氯氮平和10μM的青蒿琥酯处理BRL-3A细胞48小时,然后收集细胞,检测AMPK信号通路上与脂代谢相关的分子mRNA和或蛋白的表达,包括SREBP-1c、SREBP-1、PPAR-α、PPAR-γ、HMG-CoARe、p-AMPK、AMPK,以及LDLRmRNA表达水平。
实验结果
1)20μM、30μM、和40μM的氯氮平处理BRL-3A细胞48小时,升高细胞内游离胆固醇和总胆固醇水平,但对甘油三酯水平无影响。
2)5μM、10μM、和20μM的青蒿琥酯与40μM氯氮平联用均阻断氯氮平导致的BRL-3A细胞游离胆固醇和总胆固醇水平升高。
3)10μM的青蒿琥酯与40μM氯氮平联用减轻了氯氮平导致的BRL-3A细胞SREBP-1cmRNA和SREBP-1蛋白的上调。
4)10μM的青蒿琥酯与40μM氯氮平联用减轻了氯氮平导致的BRL-3A细胞PPAR-γmRNA的上调,并且上调了PPAR-αmRNA的表达。
5)10μM的青蒿琥酯与40μM氯氮平联用完全阻断了氯氮平导致的BRL-3A细胞HMG-CoARe和LDLRmRNA的上调。
6)10μM的青蒿琥酯,及其与40μM氯氮平联用显著促进BRL-3A细胞的AMPK磷酸化。
结论
氯氮平升高BRL-3A细胞的游离胆固醇和总胆固醇水平,该作用可能通过上调细胞的SREBP-1cmRNA和SREBP-1蛋白的表达,上调PPAR-γ、HMG-CoARe、和LDLRmRNA的表达而实现。青蒿琥酯通过促进BRL-3A细胞的AMPK磷酸化,进而影响AMPK信号通路上的SREBP-1c、SREBP-1、PPAR-γ、PPAR-α、HMG-CoARe、和LDLRmRNA和/蛋白的表达,最终阻断氯氮平导致的BRL-3A细胞脂代谢紊乱。这些实验结果转化到临床研究可能减轻长期使用氯氮平导致的脂代谢副作用,提高病人用药的依从性,最终造福精神分裂症病人的治疗。