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油酰乙醇胺對(duì)糖尿病大鼠腦內(nèi)炎性因子及神經(jīng)相關(guān)因子表達(dá)的影響

2020-04-09 04:47劉金鳳許東偉王幼娟楊武雙
糖尿病新世界 2020年1期
關(guān)鍵詞:海馬

劉金鳳 許東偉 王幼娟 楊武雙

[摘要] 目的 探討油酰乙醇胺(OEA)對(duì)糖尿病小鼠腦內(nèi)炎性和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的影響。方法 采用高脂高糖加STZ鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)T2DM小鼠模型,OEA[15、30、60 mg/(kg·d)]連續(xù)腹腔注射給藥6周,通過(guò)Real time-PCR及Western blot檢測(cè)海馬內(nèi)白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、突觸成長(zhǎng)相關(guān)蛋白-43(GAP-43)、突觸素(SYN)、BDNF和NT-3的mRNA和蛋白表達(dá)水平。結(jié)果 糖尿病模型小鼠海馬內(nèi)炎癥因子IL-6、IL-1β和TNFα的表達(dá)水平下降,并顯著上調(diào)海馬內(nèi)GAP-43、SYN、BDNF和NT3 mRNA表達(dá)水平。結(jié)論 OEA具有降低糖尿病后海馬內(nèi)炎癥,增加海馬內(nèi)突觸相關(guān)因子和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的作用,從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

[關(guān)鍵詞] 油酰乙醇胺;糖尿病腦損害;海馬;神經(jīng)保護(hù)

[中圖分類(lèi)號(hào)] R961? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1672-4062(2020)01(a)-0015-03

Effects of Oleoylethanolamine on the Expression of Inflammatory Factors and Neuro-related Factors in the Brain of Diabetic Rats

LIU Jin-feng1, XU Dong-wei1, WANG You-juan1, YANG Wu-shuang2

1.Department of Pharmacy, Xiamen Hospital of Traditional Chinese Medicine, Xiamen, Fujian Province, 361009 China; 2.Department of Neurosurgery, Xiamen Hospital of Traditional Chinese Medicine, Xiamen, Fujian Province, 361009 China

[Abstract] Objective To investigate the effects of oleoylethanolamine(OEA) on inflammatory and neurotrophic factors in the brain of diabetic mice. Methods T2DM mouse model was induced by high-fat, high-glucose and STZ streptozotocin (STZ), OEA[15, 30, 60 mg/(kg·d)] was administered by intraperitoneal injection for 6 weeks, through Real time-PCR and Western blot analysis of interleukin-6 (IL-6), interleukin-1β (IL-1β), tumor necrosis factor-α (TNF-α), synaptic growth-related protein-43 (GAP-43), mRNA and protein expression levels of synaptophysin (SYN), BDNF and NT-3. Results The expression levels of inflammatory cytokines IL-6, IL-1β and TNFα in hippocampus of diabetic mice decreased, and the expression levels of GAP-43, SYN, BDNF and NT3 mRNA in hippocampus were significantly up-regulated. Conclusion OEA can reduce the inflammation in the hippocampus after diabetes, increase the synaptic related factors and neurotrophic factors in the hippocampus, and thus exert neuroprotective effects.

[Key words] Oleoylethanolamine; Diabetic brain damage; Hippocampus; Neuroprotection

2型糖尿?。═2DM)是最常見(jiàn)的內(nèi)分泌疾病之一,患者血糖控制不足,常出現(xiàn)繼發(fā)性并發(fā)癥,繼發(fā)視網(wǎng)膜病變、腎病、心肌病和腦病等多系統(tǒng)損害。糖尿病腦病(DE)或糖尿病相關(guān)認(rèn)知功能減退(DACD),是糖尿病患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的一系列神經(jīng)化學(xué)、神經(jīng)生理和結(jié)構(gòu)異常,其中包括糖尿病后引發(fā)的認(rèn)知功能障礙、腦信號(hào)傳導(dǎo)異常、神經(jīng)傳遞和突觸可塑性變化以及底層結(jié)構(gòu)改變[1]。雖然糖尿病學(xué)習(xí)記憶障礙的多因素發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚,但涉及到晚期糖基化終產(chǎn)物(AGEs)的形成和Tau蛋白過(guò)磷酸化[2]等因素,都是阿爾茨海默?。ˋD)的主要病理標(biāo)志物,因此也有很多人將AD作為2型糖尿病腦病進(jìn)行研究。

神經(jīng)元丟失是學(xué)習(xí)記憶能力的結(jié)構(gòu)性缺陷,在突觸紊亂、信號(hào)障礙、神經(jīng)遞質(zhì)障礙和認(rèn)知功能障礙中起著重要作用,由高血糖引起的海馬依賴(lài)空間記憶損傷與神經(jīng)元損傷的恢復(fù),甚至是丟失都存在著重要關(guān)系,已有大量研究數(shù)據(jù)表明慢性神經(jīng)元丟失是糖尿病與AD聯(lián)系的關(guān)鍵機(jī)制[3]。因此,可推測(cè)具有神經(jīng)保護(hù)能力的藥物對(duì)糖尿病認(rèn)知缺陷的治療是具有一定積極作用的。過(guò)氧物酶體增殖物激活受體α(PPARα)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用,如能量代謝、神經(jīng)傳遞、維持氧化還原內(nèi)穩(wěn)態(tài)、自噬等。最近研究顯示PPARα受體激動(dòng)劑具有抑制β淀粉樣沉積、Tau蛋白過(guò)度磷酸化和神經(jīng)炎癥作用[4]。然而,PPARα通路對(duì)糖尿病腦病的作用尚未在糖尿病小鼠進(jìn)行測(cè)試。

油酰乙醇胺(OEA)是一個(gè)有力的內(nèi)源性PPARα激動(dòng)劑,前期研究表明,長(zhǎng)期OEA治療對(duì)大鼠腦缺血損傷具有認(rèn)知功能恢復(fù)和神經(jīng)保護(hù)作用,另一方面, OEA可通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體(GPR) 119的激活有效抑制高血糖。最近的研究表明,OEA類(lèi)似物丙二酸-2-磺酸-9-烯酰酰胺(N15)在高脂飲食(HFD)和鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的T2DM小鼠中發(fā)揮降糖作用[5]。在過(guò)去的研究中顯示OEA治療可以抑制缺血性中風(fēng)誘導(dǎo)的細(xì)胞炎癥以及具有調(diào)控神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的作用,而這些作用均由PPARα信號(hào)介導(dǎo)[6]。因此,在該研究中,探討了OEA對(duì)HFD+STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠海馬內(nèi)炎癥因子以及神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的影響,為研究OEA對(duì)糖尿病后認(rèn)知障礙的影響提供理論依據(jù),現(xiàn)報(bào)道如下。

1? 材料與方法

1.1? 藥品

油酰乙醇胺(OEA)(廈門(mén)大學(xué)手性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合成提供)。

1.2? 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

(25±2)g SPF級(jí)C57BL/6J雄性小鼠,合格證號(hào)為SCXK(京)2016-0041,常規(guī)嚙齒類(lèi)動(dòng)物飼料喂養(yǎng)。

1.3? 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

50只上述雄性C57BL/6J小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,隨機(jī)分為5組,每組10只,除正常組外,其余給予高脂高糖飼料喂養(yǎng)6周造模,空腹血糖≥11.1 mmol/L為成功,將小鼠隨機(jī)分成3組,即模型組、OEA低、中、高劑量治療組,正常組和模型組小鼠分別給予含1%吐溫80的生理鹽水0.2 mL/(kg·d)腹腔注射,其余小鼠隨機(jī)分為OEA低、中、高劑量治療組,分別給予OEA 15、30和60 mg/(kg·d)腹腔注射,連續(xù)給藥6周。

1.4? Real time-PCR法檢測(cè)

給藥6周后,按照熒光定量PCR檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),操作在冰上進(jìn)行,PCR結(jié)束后得到擴(kuò)增曲線和 Ct值。

1.5? Western blot法檢測(cè)

給藥6周后,BCA試劑盒蛋白定量,蛋白通過(guò)SDS-PAGE電泳,并通過(guò)濕轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到PVDF膜,使用Image Station 4000 R的掃描光密度測(cè)定法將蛋白質(zhì)帶可視化和定量。

1.6? 統(tǒng)計(jì)方法

采用 Graphpad Prism7.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果以(x±s)表示,進(jìn)行t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? 結(jié)果

2.1? 糖尿病腦病小鼠海馬內(nèi)炎癥因子IL-6、IL-1β和TNFα的表達(dá)水平

在給予不同濃度OEA注射給藥6周后,通過(guò)Real time-PCR以及western blot對(duì)小鼠海馬內(nèi)IL-6、IL-1β和TNFα的mRNA以及蛋白表達(dá)量進(jìn)行測(cè)定。如圖1所示,與Normal組相比,DM組小鼠海馬內(nèi)IL-6和IL-1β mRNA以及TNFα的蛋白表達(dá)量均明顯增加(P<0.01),在分別給予15、30、60 mg/(kg·d)OEA治療后,小鼠海馬內(nèi)IL-6和IL-1β mRNA下調(diào),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),海馬內(nèi)TNFα蛋白表達(dá)量也明顯降低,因此可以推測(cè)OEA可降低II型糖尿病海馬內(nèi)炎癥因子IL-6、IL-1β和TNFα的表達(dá)。

2.2? 糖尿病腦病小鼠海馬內(nèi)GAP43、SYN、BDNF和NT3 mRNA表達(dá)

在給予不同濃度OEA注射給藥6周后,通過(guò)Real time-PCR測(cè)定,如圖2所示,與正常組相比,模型組小鼠雙側(cè)海馬內(nèi)GAP43和SYN的mRNA明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),小鼠海馬內(nèi)GAP43和SYN mRNA增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),即OEA可對(duì)糖尿病后小鼠海馬突觸可塑性進(jìn)行調(diào)節(jié);同時(shí),小鼠海馬內(nèi)NT3和BDNF的mRNA明顯增加,因此可以推測(cè)OEA可明顯提高2型糖尿病后小鼠海馬內(nèi)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子BDNF和NT3的表達(dá)。

3? 討論

OEA是一種內(nèi)源性 PPAR-α激動(dòng)劑,在脂質(zhì)代謝,改善腦供血和增加神經(jīng)功能方面具有多種作用,并且有這方面的報(bào)道,而對(duì)糖尿病腦部損害的研究未見(jiàn)報(bào)道,腦部炎性因子的表達(dá)過(guò)度可以損害腦功能,炎性因子表達(dá)在腦卒中、腦外傷等腦部損害中明顯增加,神經(jīng)相關(guān)因子表達(dá)下降直接損害腦功能,所以炎性因子和神經(jīng)相關(guān)因子在糖尿病腦損害中的表達(dá)如何,OEA是否可以降低炎性因子的表達(dá),提高神經(jīng)相關(guān)因子的表達(dá),以改善糖尿病的腦損害,為預(yù)防和治療提供新的途徑。

已有大量實(shí)驗(yàn)資料表明,體內(nèi)IL-6的異常與多種腦部疾病相關(guān),TNFα是一種典型的促炎細(xì)胞因子,其在啟動(dòng)先天免疫系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)中起重要作用,部分通過(guò)誘導(dǎo)其他細(xì)胞因子的表達(dá)和釋放,通過(guò)該次的研究發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)IL-6、IL-1β和TNF-α表達(dá)糖尿病組明顯升高,經(jīng)過(guò)OEA治療后明顯下降,即說(shuō)明OEA可以抑制腦內(nèi)炎癥因子的表達(dá),從而發(fā)揮抗炎作用。

海馬區(qū)域的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)和神經(jīng)可塑性對(duì)許多神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病的致病和治療因素敏感。神經(jīng)可塑性是指大腦在一生中適應(yīng)、改變和重組的能力,突觸可塑性是認(rèn)知功能的重要方面。為了更好地理解OEA對(duì)改善T2DM后認(rèn)知障礙的作用,該次評(píng)估了慢性O(shè)EA治療對(duì)神經(jīng)可塑性以及突觸可塑性的影響。GAP-43是一種神經(jīng)特異性軸突蛋白,在神經(jīng)突生長(zhǎng)調(diào)控、生長(zhǎng)錐引導(dǎo)和突觸可塑性等方面發(fā)揮重要作用。SYN是突觸前泡蛋白,在突觸發(fā)生和突觸功能中具有神經(jīng)保護(hù)作用,通常反映突觸數(shù)量和密度。該次的數(shù)據(jù)顯示糖尿病小鼠海馬區(qū)的GAP-43和SYN水平顯著下降。這表明這些變化可能與糖尿病后的認(rèn)知缺陷和神經(jīng)元丟失有關(guān)。然而,OEA處理顯著增加了GAP-43和SYN的表達(dá),說(shuō)明OEA可能通過(guò)增強(qiáng)突觸可塑性來(lái)改善糖尿病引起的認(rèn)知障礙。該次的數(shù)據(jù)證實(shí)糖尿病小鼠海馬中BNDF和NT3水平下降,而OEA處理顯著提高了BNDF和NT3的水平。這種靶向的改善海馬神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)和神經(jīng)可塑性可能是降低DE風(fēng)險(xiǎn)和改善DE結(jié)果的潛在策略。

綜上所述,結(jié)果顯示OEA具有抑制糖尿病后海馬內(nèi)炎癥因子分泌,調(diào)節(jié)神經(jīng)可塑性的作用,而這些作用與糖尿病腦病的進(jìn)程和發(fā)展息息相關(guān),因此推測(cè)OEA是一種具有減輕糖尿病引起的認(rèn)知功能缺陷的潛力的神經(jīng)保護(hù)制劑,可用于糖尿病腦病藥物的研究。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]? Pugazhenthi S,Qin L,Reddy PH.Common neurodegenerative pathways in obesity, diabetes, and Alzheimer's disease[J].Biochimica et biophysica acta,2017,1863(5):1037-1045.

[4]? D'Orio B,F(xiàn)racassi A,Ceru MP,et al.PPARalpha in Alzheimers disease[J].Curr.Alzheimer Res,2018(15):345-354.

[5]? Ren T,Yang WS,Lin Y,et al.A novel PPARalpha/gamma agonist, propane-2-sulfonic acid octadec-9-enyl-amide, ameliorates insulin resistance and gluconeogenesis in vivo and vitro[J].European journal of pharmacology,2018(826):1-8.

[6]? Zhou H,Yang WS,Li Y,et al.Oleoylethanolamide attenuates apoptosis by inhibiting the TLR4/NF-kappaB and ERK1/2 signaling pathways in mice with acute ischemic stroke[J].Naunyn-Schmiedeberg's archives of pharmacology,2017,390(1):77-84.

(收稿日期:2019-10-12)

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