pression in comparison with those of neurons lacking IL-6 pretreatment. Conclusions: NMDA can induce neuronal apoptosis. Chronic IL-6 exposure can protect neurons against NMDA-induced neuronal apoptosis. [Key words] Neuronal apoptosis; Interleukin-6; N-methyl-D-aspartate; Bcl-2; Bax; Caspase-3; Rat
缺血缺氧等各种因素引起神经系统损伤时,神经末稍释放大量谷氨酸等兴奋性氨基酸,激活N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体,从而产生严重的神经毒性,引起神经元的损伤或死亡[1]。NMDA是谷氨酸受体亚型的激动剂,已有实验证实,NMDA能通过“兴奋性氨基酸毒性”诱导脑皮质细胞[2]和视网膜神经节细胞凋亡[3-5]。因此,抑制神经元凋亡可成为治疗某些神经系统疾病的关键。
近年来,细胞因子对神经系统的生长、发育和功能的影响已受到了广泛的关注。白介素-6(interleukin-6,IL-6)是一个多功能的细胞因子,在中枢神经系统的生理病理过程中扮演重要角色。在正常脑组织中IL-6的含量较低,但在某些病变的脑内IL-6的含量将会迅速而显著的增加[6-9],说明IL-6与这些神经系统疾病有密切的关系且可能与修复神经元有关。然而,在这些神经系统病理状态下IL-6产生的意义尚不明确,仍有许多问题需要进一步的探讨。为此,我们利用NMDA诱导培养的小脑颗粒神经元(cerebellar granule neurons,CGNs)的细胞凋亡模型,在抗凋亡Bcl-2、促凋亡Bax和凋亡关键酶caspase-3的基因水平,观察IL-6的神经保护作用。
1 材料和方法
1.1 CGNs的培养 取出生 8 d的Sprague-Dawley SD幼鼠2只,雌雄不拘。低温麻醉后取出小脑,用眼科剪把组织剪成1 mm3左右大小,胰酶消化后加入胰酶抑制剂和DNaseⅠ终止消化。最后细胞加入适量含有10%胎牛血清(杭州四季青公司)和25 mmol/L氯化钾的BME(Basal Eagles Medium,美国Sigma公司),以2.83×105个/cm2的细胞密度接种于用多聚-L-赖氨酸(poly-L-lysine,美国sigma公司)25 μg/ml包被的培养板中,然后置于5% CO2的 37℃培养箱(日本ESPEC公司)中培养 8 d。此外,接种后24 h在培养物中加入10 μmol/L Ara-C以抑制胶质细胞的生长,使神经元的纯度达95%以上。
1.2 IL-6慢性预处理CGNs 在CGNs培养的第1、4、7 d,加入IL-6(美国R&D公司)到培养物中,使IL-6的浓度在整个8 d的神经元培养期间始终保持在40 ng/ml。
1.3 NMDA急性损伤CGNs模型 上述培养8 d的CGNs,吸出培养液,用Locke缓冲液洗1遍,加入含NMDA(美国Sigma公司)100 μmol/L的Locke缓冲液,20 ℃作用30 min后吸弃,用 BME洗1遍,再加入原先吸出的培养液置于CO2培养箱中,5% CO2 37 ℃孵育6 h。
1.4 Real-time PCR法检测CGNs内Bcl-2、Bax及caspase-3 的mRNA 表达 取予不同处理的CGNs,提取RNA。逆转录生成第一链cDNA,再进行实时PCR扩增。引物由Invitrogen生物技术公司合成。序列如下:Bcl-2-sense:5’-GCAGAGATGTCCAGTCAG C-3’,Bcl-2-antisense:5’-
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