维普资讯 http://www.cqvip.com 中国康复理论与实践2008年4月第14卷第4期Chin J Rehabil Theory Pract,Apr.2008,Vo1.14,No.4 ・基础研究・ 二苯乙烯苷对过度表达I口【一synuclein蛋白的转基因COS一7细胞株的影响 刘莹 ,李林 ,杨慧。,李雅莉 ,张兰 [摘要] 目的观察二苯乙烯苷(TSG)在体外试验中对COS-7细胞株过度表达a—synuclein蛋白的影响。方法将不同浓度的 TSG与转染a—synuclein基因的COS-7细胞共孵育24 h,应用二甲基噻唑蓝(MTT)法检测细胞存活率,免疫细胞化学和Western免 疫印迹法检测a—synuclein蛋白的表达,观察TSG对其的影响。结果TSG在12.5~200.0/,oolt/I 浓度范围内与COS一7细胞孵育 24 h不影响细胞存活率,而在免疫细胞化学和Western免疫印迹分析中均显示TSG剂量依赖性地抑制a—synuclein蛋白表达和聚 集。结论TSG在体外对COS一7细胞过度表达a synuclein有明显抑制作用。 [关键词]二苯乙烯苷;何首乌;a synuelein COS一7细胞;体外试验 Effects of Tetrahydroxy—stilbene Glycoside on Over-expression of a-synuclein Protein in Transgenic COS一7 Cells LIU Ying,L,Lin, l'ANG Hui,et a1.T P Department of PharNa(ology,Xuanwu Hospita z of Capital Medica z University,Key Laboratory for Neurodegeneratire Diseases o f Ministrv o f Education,Bei ing 100053,China Abstract:Objective To explore the effects of 2,3,5,4 tetrahydroxy stilbene~2 e_D-glycoside(TSG)on the over—expression and aggregation of a—synuclein in vitro.Methods TSG in different concentra“ons was incubated with a—synuclein transgenie COS一7 cells for 24 h.The cell viability was measured by MTT method.The expression of a~synuclein protein was determined by immunocyto— chemistry and Western blotting method.Results Incubation of TSG at the range of 12.5~200.0/,mol/I with a—synuclein transgenic C0孓7 cells for 24 h did not influence cell viability,but a dose-dependently inhibition for the over—expression of a—synuclein protein could be observed in the tests of immunocytochemistry and Western blotting.Conclusion TSG can inhibit the over~expression of a—sy nuclein protein in C0S_7 cells in vitro. Key words:2,3,5,4 tetrahydroxy stilbenc-2—13-D ̄glycoside(TSG);Polygonum multiflorum;a—synuclein;COS一7 cell;in vitro [中图分类号]R742.5 [文献标识码]A [文章编号]1006—9771(2008)04—0338 03 [本文著录格式]刘莹,李林,杨慧,等.二苯乙烯苷对过度表达a—synuclein蛋白的转基因COS-7细胞株的影响[J].中国康复 理论与实践,2008,l4(4):338—340. 有研究显示,一些常染色体显性遗传的家族性帕 金森病与a—synuclein的3种基因错义突变型相关;随 率下降和乳酸脱氢酶漏出增多 ' ;还发现TSG可明 显改善A[31~4O脑室注射拟痴呆小鼠的学习记忆能力, 后又发现,a—synuclein是散发性帕金森病路易小体 (Lewy body)的主要成分,而路易小体是帕金森病的 病理学标志。正常的a—synuclein是不折叠并可溶解 提高模型小鼠脑组织超氧化物歧化酶(superoxide dis— mutase,SOD)的活性,减少脂质过氧化代谢产物丙二 醛(malondialdehyde,MDA)的含量 ]。我室最近的研 究发现,TSG对APP转基因拟痴呆小鼠脑内a—synu- clein的异常增多和聚集有明显抑制作用 ]。为进一 步探讨TSG对a—synuclein是否有直接的抑制作用, 本实验利用体外培养的转基因后过度表达a—synuclein 的,而病理状态下其构象发生变化,变成不可溶、聚集, 从而不易被蛋白酶降解,导致泛素化a—synuclein在包 涵体内聚集,形成胞浆包涵体。沉积的包涵体使细胞 的氧化应激增强,引起细胞凋亡。 二苯乙烯苷(2,3,5,4 一tetrahydroxysti1bene一2一 的C0 7细胞为研究对象,检测TSG对模型细胞a~ synuclein蛋白表达的影响。 1材料与方法 1.1材料 8一D-glycoside,TSG)是从中药何首乌中提取的一种 活性成分,是我国药典中规定的何首乌的质控成分,为 多羟基酚类化合物,具有较强的抗氧化作用 j。我室 前期的研究发现,TSG具有较好的神经保护作用,可 以明显保护体外培养细胞抵抗p淀粉样肽( amyloid, A8)、过氧化氢(H O )或谷氨酸所致的神经细胞存活 基金项目:1.国家自然科学基金(No.30701092,30472184, 1.1.1药物与试剂TSG购自中国药品生物制品检 定所,从何首乌中提取,纯度>99 。二甲基噻唑蓝 (3一I 4,5-dimethylthyhhiazol一2一yl l一2,5 diphenyltet- razolium broide,MTT)、胰蛋白酶、PMSF、SDS(电泳 级)和TEMED均购自Sigma公司;a-synuclein抗体 购自Abcam公司;胎牛血清购自Gibco公司;二甲基 亚砜(dimethy sulfoxide,DMSO)为北京化工厂产品。 1.1.2仪器Tc2323型CO 培养箱(美国SHEEL 90709011);2.北京市自然科学基金(No.7072033,7050001);3.国家 重点基础研究973计划项目(No.2003CB51 7104) 作者单位:1.首都医科大学宣武医院药物研究室,神经变性病教育 部重点实验室,北京市100053;2.首都医科大学北京神经科学研究所, 北京市100069。作者简介:刘莹(1979-),女,河北深泽县人,硕士研究 生,主要研究方向:神经药理学。通讯作者:张兰(1972一),女,北京市人, 副研究员,硕士研究生导师,主要研究方向:神经药理学,中药药理学。 公司);TE300型倒置显微镜(日本尼康公司);LP400 型全自动酶标仪(法国Diagnostic Pasteur公司);8453 型紫外分光光度计(美国惠普公司);PowerPac200型 电泳仪和Trans—Blot型电泳仪(美国BIO—RAD公 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国康复理论与实践2008年4月第14卷第4期Chin J Re 堕! 塑! !坚!:垒 !: 司)。 ! !: ! : ・ 339 ・ 2结果 1.2方法 2.1 TSG对培养细胞无毒性范围的界定 当TSG浓 1.2.1细胞培养 转染a—synuclein基因并过度表达 a—synuclein的非洲绿猴肾细胞COS-7细胞株由首都 度在12.5~200.0 mol/L范围内,对MTT吸光值无 明显影响;但当浓度增至400.0/ ̄mol/L时,MTT吸光 值低于模型对照组(P d0.05,见表1),表明由于浓度 医科大学北京神经科学研究所杨慧教授馈赠。 DMEM(Gibco BRL)培养基中加人体积分数为0.1的 灭活胎牛血清、青霉素1×10j U/L、链霉素1×10 u/ L,在体积分数为0.05 C0 ,37℃的培养箱中培养,每 过高,产生了细胞毒性作用,故选用12.5~200.0 mol/L作为进一步实验的浓度。 表1不同浓度TSG对细胞存活率的影响( 士s) 周换液2次,传代1次。 1.2.2细胞分组 转染a—synuclein基因的CoS一7细 胞分为模型对照组(不加药),以及TSG 12.5、25.0、 50.0、100.0、200.0/amol/L组。 1.2.3 MTT法细胞检测存活率 将Co 7细胞以每 孔1×10 的密度接种于96孔培养板中(Costar产 品),每孔体积1O0 l,于接种后第3天,分为模型对照 组与TSG用药组,每组6个孔。孵育24 h后每孔加 MTT(5 g/L)11 l,37℃孵育4 h,吸出培养液,每孔 加入110 l DMSO,振摇10 min,用酶标仪测定550 nm处吸光度值(A)。 1.2.4免疫细胞化学检测a—synuclein 将CoS一7细 胞以1×10 个的密度接种于6孔板中,加TSG后培 养24 h,4 9/6多聚甲醛固定细胞24 h,4。C过夜;PBST 洗涤,加入H o 除去非特异性染色,5 山羊血清室 温封闭30 min,加鼠抗人a—synuclein抗体(1:300溶 于抗体稀释液),4。C过夜;再加入鼠抗人2抗(1:300 溶于PBST),室温孵育1 h,PBST洗涤后加入3抗 (1:300溶于PBST),室温孵育1 h,最后DAB显色, 镜下控制显色程度,倒置显微镜观察,照相。 1.2.5 Western免疫印迹法检测a—synuclein 将 Co 7细胞以5×10 /ml接种于90 mm培养皿中,待 细胞生长至90 密度时,分为模型对照组和TSG用 药组。模型对照组在无血清培养基中培养24 h,用药 组分别在含12.5、25.0、50.0、100.0、200.0 ̄mol/I TSG的培养基中培养24 h。弃去原培养液,贴壁细胞 用生理盐水洗2次,加入预冷的裂解缓冲液(内含pH 8.0的10 nlM Tris—HCl,10 ITIM NaCl,0.1 SDS, 0.5 NP一40,1 ITIM PMSF,10 tag/ml aprotinin,1 ITIM EDTA,0.1 脱氧胆酸钠),刮下细胞,在冰上裂解 2 h,将裂解物以12 000 r/min 4℃离心2次,每次20 min,收集上清。用Folin酚法测定蛋白质含量。50~ 100 V电压下SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳,转膜,5 脱 脂牛奶封闭。常规方法加a-synuclein 1抗及2抗孵育 后,碱性磷酸酶显色系统显影。 1.3统计学处理 所得数据以( ±s)表示,采用 SPSS 11.0统计软件对组间比较进行方差分析中的 SNK和LSD法分析。 注:a.与模型对照组比较,P<O.05。 2.2免疫细胞化学法检测TSG对a—synuclein蛋白表 达的影响 在光镜下,转基因模型组(模型对照组) COS一7细胞胞体较大,呈多形性生长,胞内有大量包涵 体。与模型对照组相比,TSG用药组(12.5、25.0、 50.0、100.0、200.0 tamol/L)细胞胞浆中a—synuclein 蛋白免疫阳性减弱,着色变浅(见插页1图3)。 2.3 Western免疫印迹法检测TSG对a—synuclein蛋 白表达的影响 Western免疫印迹法检测显示,a—sy— nuclein为四聚体(聚集态)。与模型对照组比较,TSG 各剂量组(12.5、25.0、5O.0、100.0、200.0/amol/I )a— synuclein条带面积明显变小,灰度减低,设模型对照 的灰度比值为100 ,则各剂量组的比值低于模型对 照组,即a—synuclein的表达及聚集减少(见图1a)。对 3次试验进行半定量统计学分析,结果TSG 12.5~ 200.0 tamol/I 组的a—synuclein表达低于模型对照组 (P d0.05),见图1b。 3讨论 从一些早期发病的家族性帕金森病患者第4号染 色体中发现,两个单独的a—synuclein基因错译突变 后,a—synuclein蛋白在帕金森病发病机制中的作用受 到广泛关注。有试验表明,突变的a-synuclein过度表 达增加了神经细胞对氧化应激的易感性,具有一定的 细胞毒作用 ]。有研究证实,在帕金森病的病理学标 志物路易小体中存在广泛的硝基化a—synuclein蛋 白[7]。由此推测,存在于帕金森病患者黑质的氧化应 激环境有助于a—synuclein的沉积,从而促进多巴胺神 经元变性。在帕金森病的发病中,a—synuclein异常积 聚可破坏多巴胺储存与释放,直接抑制线粒体功能,提 高氧化应激水平,并参与路易小体的形成过程 ],因此 认为a—synuclein异常积聚可能在帕金森病和其他神 维普资讯 http://www.cqvip.com
! 垦壁复堡 塞壁 生 月第 鲞第4期Chin J Rehabil Theory Pract,Apr.2008。Vo1.14,No.4 经变性疾病的致病过程中起重要作用 。最近发现, 们选用对细胞活性无影响的剂量范围(12.5~200.0 fmol/L)作为本实验的药物浓度。 本研究应用免疫细胞化学和Western免疫印迹法 a—synuclein蛋白的多种形式均有神经毒性,其聚集体 对神经退行性病变具有比单体更重要的作用 ],所以 本实验重点观察a—synuclein蛋白的聚集形式一四聚 检测显示,TSG在体外试验中能够明显抑制转基因 体。 a—syhuctein !||I|-黟 静 一62KD |舒。蠹 。 一 琵 簿Ⅲ¨ 模型对照组12 5 25 0 50 0 1O0 0 200 0 羞 ∈ 0 3 至 ∞ I 模型对照组 12 5 25 0 50 0 1O0 0 200 0 冰与模型对照组比较,P<0 05 图l TSG对转基因COS,-7细胞a-synuclein蚩自 表达的影响(Western免疫印迹法) 鉴于氧化应激、a—synuclein过度表达与帕金森病 发病密切相关,科学家正在研究和寻找与此途径相关 的帕金森病治疗药物口 。TSG是中药何首乌的有效 成分,是一种多羟基酚类化合物,具有抗氧化作用。本 室前期的实验表明,TSG在体外试验中可明显拮抗 AB、H O 、谷氨酸等引起的神经细胞存活率下降及乳 酸脱氢酶漏出率增多 。],在动物实验中能够增强抗氧 化酶活力,抑制脂质过氧化,并且对u—synuclein的异 常增多和聚集有明显抑制作用 ’ 。 本实验所用的细胞为转染a—synuclein基因并过 度表达a-synuclein蛋白的非洲绿猴肾细胞COS一7细 胞株口 。我们首先确定了TSG在细胞培养中的无毒 性范围。在MTT试验中,只有活细胞才能将MTT摄 入细胞内,经线粒体琥珀酸脱氢酶催化形成蓝色的甲 瓒颗粒,且形成量与活细胞的数量和功能状态呈正相 关。甲瓒颗粒溶解后在550 nm处有最大吸收,生成越 多,吸光度越大。本实验MTT检测结果显示,当TSG 浓度达到400.0 ffrnol/I 时,细胞存活率降低,产生细 胞毒性作用。由于当药物对细胞有损伤时也可以导致 a—synuclein蛋白表达下降,产生假阳性结果,因此,我 COS-7细胞(1-synuclein蛋白的过度表达和聚集,但其 作用机理究竟是通过抑制a—synuclein蛋白的生成,还 是通过增加其降解,还有待后期的研究。近年来有关 氧化应激与a~synuclein过度表达在帕金森病病程中 的重要作用已成为研究的热点问题。鉴于TSG具有 明显的抗氧化作用,能够清除自由基[ ,增强SOD活 性和抑制脂质过氧化 ],因此我们推测TSG抑制a— synuclein的作用可能与其的抗氧化作用有某种联系。 TSG能够下调细胞内过度表达的a—synuclein可能是 其具有神经保护作用的机制之一。 总之,本实验显示TSG在体外试验中能抑制a— synuclein蛋白的过度表达,提示该药在治疗多种神经 变性病中可能具有一定的应用前景。 [参考文献] [1]Chen Y,Wang M,Rosen RT,et a1.2,2-Diphenyl—l~picryl— hydrazyl radical_scavenging active components from Polygo— num multiflorum thunb[J].J Agric Food Chem,1999,47 (6):2226—2228. [21张兰,李林,李雅莉.何首乌有效成分二苯乙烯苷对神经细 胞保护作用的机制[J].中国临床康复,2004,8(】):118一 l20. [3]李雅莉,赵玲,徐艳玲,等.二苯乙烯苷对谷氨酸致原代培养 大鼠海马神经元损伤的保护作用[J].中国康复理论与实 践,2004,l0(12):75l一753. E4]楚晋,叶翠飞,李林.二苯乙烯苷对痴呆小鼠学习记忆及自 由基代谢的影响[J].中国康复理论与实践,2003,9(11): 643—645. E5]张兰,于顺,邢颖,等.APP转基因拟痴呆小鼠模型脑内 synuclein的增龄改变[J].中国病理生理学杂志,2007,23 (1 2):2289—2294. [6]Glaser CB,Yamin G,Uversky VN,et a1.Methionine oxi— dation,a1ph synuc1ein and Parkinson s disease[J]. Neuro— scientist,2004,l0(1):63一一72. [7]王尔松,江澄川I.帕金森病相关蛋白的蛋白质组学研究进展 [J].中国临床神经科学,2007,1(3):330--333. [8]张冬齐,徐江平.抗氧化剂对帕金森病的保护作用及机制的 进展_I1].医学综述,2006。12(2):儿3—1 1 5. [9]黄河,任惠民.神经系统重大疾病中蛋白质组学的应用[J]. 中国临床神经科学,2007,1(2):189—194. [1O]张克忠,蒋雨平.a—synuclein与帕金森病[J].中国临床神 经科学,2004,12(4):434—437. [11]Calne D,Schulzer M,Mak E,et a1.Treatment for the progression of Parkinson's disease[J].Lancet Neurol,2005, 4(4):2O6—2O7. [12]鲁玲玲,苏月,段春礼.等.多巴胺合成酶相关基因治疗帕 金森病的实验研究[J].中华医学杂志,2004,84(18): 1528一l532. (收稿日期:2008 02—14)