苦参素对实验性自身免疫性脑脊髓炎防治作用的研究

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目的:  以Wistar雌性大鼠诱发的实验性自身免疫性脑脊髓炎(ExperimentalAutoimmuneEncephalomyelitis,EAE)模型作为多发性硬化(MultipleSclerosis,MS)的动物模型,观察苦参素(Matrine,MAT)对实验性自身免疫性脑脊髓炎大鼠(EAE)临床症状及组织病理学的影响,检测分析大鼠发病过程中相关趋化因子及其受体、ProNGF/NGF及其受体的表达变化,并探讨其对EAE的防治作用及可能的免疫调节和神经保护机制,旨在为多发性硬化症(MS)提供更有效的预防治疗途径及可靠的理论基础和实验依据。  方法:  1、建立EAE模型:将刚制备的新鲜豚鼠全脊髓匀浆(GuineaPigSpinalCordHomogenate,GPSCH)与含卡介苗(BacillusCalmette-Guérin,BCG)的等体积完全福氏佐剂(CompleteFreundAdjuvant,CFA)混合,制备成稳定的抗原乳剂作为免疫抗原,免疫Wistar雌性大鼠诱导建立EAE模型,正常对照组给予相同剂量的完全福氏佐剂。免疫后每天观察实验大鼠的活动情况,定时测量大鼠体重,并记录其神经功能学评分。通过对实验大鼠体重变化、症状表现及其中枢神经系统病理改变的观察和检测,评估EAE模型。  2、实验分组及干预方法:取40只SPF级Wistar雌性大鼠,6~8周龄大小,体重在180~200g,将其随机分配为四组:正常对照组(Normal)、EAE模型组(Saline)、MAT高剂量组(MAT-H)、MAT低剂量组(MAT-L),每组10只。自免疫当天起,各实验组给予不同的干预措施,正常对照组、EAE模型组每日给与6.70ml/kg生理盐水注射液腹腔注射;MAT-H组每日腹腔注射6.70ml/kg(250mg/kg)苦参素注射液;MAT-L组每日腹腔注射6.70ml/kg(150mg/kg)苦参素注射液,持续给药16天至处死。  3、动物样本采集:在免疫后第17天,将实验大鼠麻醉后采取其眼眶静脉血,分离血清备用;并在充分灌注后留取实验大鼠脑组织和脊髓组织,部分于4%多聚甲醛(Paraformaldehyde,PFA)中固定,石蜡包埋、切片,其余立即投入液氮中,后在-80oC条件下保存备用。  4、指标检测:应用苏木素-伊红(HematoxylinandEosinStaining,HE)和变色酸-2R-亮绿(Chromotrope2R-BrilliantGreen,C-2R-BG)染色观察实验大鼠脊髓炎性浸润及脱髓鞘情况;通过免疫荧光双染法(ImmunofluorescentDoubleStaining)检测实验大鼠脊髓少突胶质细胞(Oligodendrocytes,OLGs)的凋亡情况;采用酶联免疫法(Enzyme-linkedImmunoabsorbentassay,ELISA)测定实验大鼠血清中γ干扰素诱导蛋白(CXCchemokineligend-10,CXCL10)的表达;使用逆转录-聚合酶链反应法(ReverseTranscription-polymeraseChainReaction,RT-PCR)分析单核细胞趋化蛋白-1(CCchemokineligand-2,CCL2)及CC趋化因子受体-2(CCchemokineligandreceptor-2,CCR2)mRNA转录水平;免疫组织化学法(ImmunohistochemicalMethod)检测脊髓中神经生长因子前体(Pro-nerveGrowthFactor,pro-NGF)、神经生长因子(NerveGrowthFactor,NGF)、p75神经营养因子受体(p75Neurotrophinreceptor,p75NTR)、酪氨酸激酶受体A(TyrosinekinasereceptorA,TrkA)的表达。使用spss17.0软件对数据进行统计学分析。  结果:  1、大鼠临床评估:①发病率:正常对照组大鼠未发病;EAE模型组大鼠全部发病,其发病率显著高于正常对照组(p<0.05);MAT高低剂量组分别有8、7只大鼠发病。MAT-H组和MAT-L组大鼠发病率均低于EAE模型组(但p>0.05),但MAT-H组和MAT-L组组间大鼠发病率无显著性差异(p>0.05)。②体重变化:自免疫后第二天,正常对照组大鼠体重持续增加,苦参素高低剂量组和EAE模型组大鼠体重均呈现先上升后下降的总体趋势。免疫后第17天,EAE模型组大鼠体重显著低于正常对照组(p<0.01),MAT-H组、MAT-L组大鼠的平均体重均明显高于EAE模型组(p<0.01),且MAT-H、MAT-L组组间差异有统计学意义(p<0.05)。③神经功能学评分:EAE模型组大鼠免疫后第10天EAE症状开始显现,后逐渐加重,苦参素高低剂量组大鼠发病时间和病情高峰期均较EAE模型组后移,症状也相对减轻。免疫后第17天,EAE模型组大鼠神经功能学评分显著高于苦参素高低剂量组(p<0.01,p<0.01);且苦参素高低剂量组间差异有统计学意义(p<0.01)。  2、组织病理学变化:①HE:EAE模型组大鼠脊髓内可见大量淋巴细胞及单核细胞聚集于血管周围呈袖套样改变,且平均炎症浸润评分显著高于正常对照组(p<0.01);MAT高低剂量组脊髓组织平均炎症浸润评分显著低于EAE模型组(p<0.01,p<0.01)。②C-2R-B:正常对照组大鼠脊髓内无髓鞘脱失显现,苦参素高低剂量组、EAE模型组大鼠脊髓内均显现髓鞘脱失情况;且与EAE模型组相比,苦参素高低剂量组大鼠脊髓髓鞘脱失评分明显降低(p<0.01,p<0.01);且苦参素高低剂量组间有显著性差异(p<0.01)。  3、各实验组大鼠脊髓CXCR3及血清CXCL10表达:与正常对照组相比,EAE模型组及苦参素高低剂量组大鼠脊髓CXCR3及血清CXCL10表达水平均显著升高(p<0.01);与EAE模型组相比,苦参素高低剂量组大鼠脊髓CXCR3及血清CXCL10的表达水平均有所降低(p<0.01),且MAT治疗组大鼠脊髓CXCR3及血清CXCL10水平随MAT治疗剂量增加而明显降低;苦参素高低剂量组大鼠脊髓CXCR3及血清CXCL10的表达水平均存在统计学差异(p<0.01)。  4、各实验组大鼠脊髓CCL2、CCR2mRNA转录水平:与正常对照组相比,EAE模型组、苦参素高低剂量组大鼠脊髓中CCL2、CCR2mRNA的转录水平均显著升高(p<0.01);苦参素高低剂量组大鼠脊髓中CCL2、CCR2mRNA的转录水平明显低于EAE模型组(p<0.01);且苦参素高低剂量组大鼠脊髓CCL2、CCR2mRNA转录水平均有显著性差异(p<0.01)。  5、少突胶质细胞凋亡情况:EAE模型组及MAT高低剂量组大鼠脊髓组织少突胶质细胞凋亡数均显著高于正常对照组(p<0.01),苦参素高低剂量组少突胶质细胞凋亡显著低于EAE模型组,且苦参素高低剂量组差异具有统计学意义(p<0.01)。  6、各实验组大鼠脊髓NGF、TrkA的表达:与正常对照组相比,EAE模型组大鼠脊髓NGF、TrkA表达水平均显著降低(p<0.01);与EAE模型组相比,苦参素高低剂量组大鼠脊髓NGF、TrkA表达水平均升高(p<0.01);苦参素高低剂量组大鼠脊髓组织NGF、TrkA表达水平随苦参素治疗剂量增加而明显升高,且其差异均具有统计学意义(p<0.05)。  7、各实验组大鼠脊髓pro-NGF、P75NTR的表达:与正常对照组相比,EAE模型组、苦参素高低剂量组大鼠脊髓pro-NGF、P75NTR表达水平均明显升高(p<0.01);与EAE模型组相比,苦参素高低剂量组大鼠脊髓pro-NGF、P75NTR表达水平均降低(p<0.01);且苦参素高低剂量组间差异有统计学意义(p<0.01)。  8、相关性分析:各实验组大鼠CCL2与其受体CCR2mRNA转录水平、CXCL10与其受体CXCR3表达均呈显著正相关(p<0.05);且各实验组大鼠CCL2mRNA转录水平及CXCL10表达水平与疾病严重程度即大鼠神经功能学评分均呈显著正相关(p<0.05)。  结论:  苦参素(MAT)对Wistar雌性大鼠诱发的EAE模型具有防治作用,可降低实验大鼠发病率、改善其临床症状、减小体重下降幅度、延长发病潜伏期,降低神经功能学评分,缓解CNS炎性细胞浸润和髓鞘脱失,且呈剂量依赖性。MAT对EAE大鼠的防治机制可能是通过降低趋化因子及相应受体的表达,减少炎性细胞浸润,抑制炎性反应;同时通过调节大鼠NGF:proNGF与TrkA:p75NTR的表达平衡,抑制少突胶质细胞的凋亡,减少髓鞘脱失,从而缓解EAE症状,发挥防治作用。
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