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【A&A中文版】星形胶质细胞BDNF合成不足通过Akt/GSK3β/线粒体分裂途径促进丙泊酚诱导的神经元死亡

PUMCH麻醉大讲堂  · 公众号  · 医学  · 2018-06-20 07:30

正文

背景

越来越多的动物研究结论显示,发育期大脑长时间暴露于丙泊酚可导致大量的神经元死亡,而星形胶质细胞在其中的作用却知之甚少。星形胶质细胞可释放神经营养生长因子,如脑源性神经营养因子( brain-derived neurotrophic factor , BDNF ); BDNF 可通过旁分泌的方式发挥其对神经元的保护作用。于是,我们推测在丙泊酚麻醉过程中,发育中的星形胶质细胞不能释放出足够的 BDNF 以避免丙泊酚诱导的神经毒性损伤。

方法

从新生 SD 大鼠( Sprague Dawley )中获得的海马星形胶质细胞和神经元细胞被暴露在临床相关剂量的丙泊酚( 30μM )下 6h ,用暴露于二甲基亚砜 6h 作为对照。依细胞培养方式不同分为分组:单纯星形胶质细胞培养,单纯神经元细胞培养,星形胶质细胞与神经元共培养;共培养模型中依据星形胶质细胞与神经元的比例( astrocytes to neurons ratio , ANR )分为低浓度星形胶质细胞( ANR 1:9 )和高浓度星形胶质细胞( ANR 1:1 )中,采用碘化丙啶( propidium iodide , PI )染色方法检测丙泊酚诱导的细胞死亡情况。星形胶质细胞在含丙泊酚的培养基中培养 12h 后收集其培养液并进行蛋白质阵列测定。使用酶联免疫吸附法定量分析星形胶质细胞培养液中 BDNF 的浓度。在进行丙泊酚处理之前,单纯神经元细胞培养组分别用 BDNF cyclotraxin-B (酪氨酸受体激酶 B 抑制剂)、 CHIR99021 (糖原合成酶激酶 抑制剂, GSK3β 抑制剂)和 Mdivi-1 (线粒体分裂抑制剂)进行预处理。通过免疫印迹法对蛋白激酶 B ( protein kinase B , PKB )和 GSK3β 的表达进行定量分析。通过线粒体外膜转位酶 20 ( translocase of the outer membrane 20 , TOM20 )染色对线粒体形态进行观察。

结果

丙泊酚使神经元细胞死亡增加了 1.8 [PI 阳性细胞的百分比( PI% ) =18.6 95% 可信区间( 95%CI ), 15.2~21.9 P <0.05] ,但并不影响星形胶质细胞存活。高 ANR 共培养组( ANR 1:1 )神经元细胞的死亡降低 [ 变化倍数( fold change , FC ) =1.17 95%CI 0.96~1.38 P <0.05] ,而低 ANR 共培养组( ANR 1:9 )并未显示此种作用( FC=1.87 95%CI 1.48~2.26 P >0.05 )。星形胶质细胞分泌 BDNF 具有细胞浓度依赖性,而丙泊酚可减少星形胶质细胞的 BDNF 分泌。 BDNF CHIR99021 Mdivi-1 可显著减少单纯神经元培养组( FC=0.8 95%CI 0.62~0.98







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