李美端廖惠珍任然
(福建醫科大學(xué)公共衛生學(xué)院,福州,350004)
摘要:目的觀(guān)察攝入不同劑量硫辛酸對D半乳糖致過(guò)氧化損傷小鼠海馬細胞DNA的影響。方法清潔級雌性昆明種小鼠按體重隨機分為五組,除空白對照組外,其余四組用D-半乳糖頸背部皮下注射,,每日一次,連續6周,其中一組為模型組,余三組為硫辛酸干預組,經(jīng)口給予不同濃度硫辛酸,空白組、模型組給予同體積溶劑,同時(shí),模型對照組和硫辛酸干預組繼續給予相同劑量的D-半乳糖頸背部皮下注射。連續8周。干預結束后,采用單細胞凝膠電泳法檢測和評價(jià)各組小鼠海馬細胞DNA損傷。結果模型組小鼠海馬彗星細胞尾長(cháng)、尾矩、Olive尾矩均最大,對照組的均最小,對照組和模型組比較有統計學(xué)意義(P<0.05),干預組各指標均小于模型組(P<0.05),有統計學(xué)意義。
關(guān)鍵詞:硫辛酸;小鼠;D-半乳糖;DNA損傷;單細胞凝膠電泳
1965年Harman提出衰老的自由基理論認為衰老是細胞成分積累性氧化損傷的結果,是由自由基反應引起的,自由基反應參與環(huán)境、疾病和遺傳控制的衰老過(guò)程有關(guān)的衰老性改變。〔1]對機體有較好的抗氧化作用有數百種抗氧化劑,但是似乎只有五種是網(wǎng)絡(luò )抗氧化劑:維生素C(VC)、維生素E(VE)、輔酶Q10(CoQ10)、硫辛酸(LP)和谷胱甘肽(GSH)。機體不能產(chǎn)生VC 和VE,必須從食物中獲得。機體可以自行產(chǎn)生GSH、LP和CoQ10,但體內這些抗氧化劑的水平隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而下降。〔2]
硫辛酸天然存在于大多數原核、真核微生物及動(dòng)植物體內,因此人群膳食中大多含有硫辛酸,其富含于高代謝率的動(dòng)物組織如心、肝、腎,非動(dòng)物性組織中含量高的有菠菜、甘藍、西紅柿、豌豆等。〔3]在體內硫辛酸是一種輔酶,和碳水化合物的氧化利用有關(guān),是線(xiàn)粒體生產(chǎn)ATP過(guò)程中必不可少的,在線(xiàn)粒體內被降解為二氫硫辛酸,抗氧化功能更強大。〔4]
關(guān)于硫辛酸的研究?jì)热菽壳耙褟哪芰看x方面轉向其抗氧化功能及在多種疾病中的防治作用。我國對硫辛酸的研究不多,本研究以單細胞凝膠電泳[5]為手段觀(guān)察硫辛酸對D半乳糖致過(guò)氧化損傷小鼠海馬神經(jīng)元細胞DNA斷裂修復的影響效應。為其在氧化損傷相關(guān)疾病中的應用提供科學(xué)依據。
1 材料與方法
11 儀器與主要試劑:DYY—III型電泳槽(北京市六一儀器廠(chǎng));DYY—11B型三恒電泳儀(北京市六一儀器廠(chǎng));BH—2型熒光顯微鏡(OLYMPUS);數碼相機(Nikon),低熔點(diǎn)瓊脂糖,正常熔點(diǎn)瓊脂糖,溴化乙錠等(Sigma),其余均為優(yōu)級純。
12 實(shí)驗方法
121 實(shí)驗動(dòng)物及處理:18-22克清潔級雌性昆明種小鼠50只(購于福建醫科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗中心)按體重隨機分為五組,除空白對照組外,其余四組用D半乳糖100mg/kg BW頸背部皮下注射,注射量為0.1ml/10g,每日一次,連續6周,其中一組為模型組,余三組為硫辛酸干預組,經(jīng)口給予不同濃度硫辛酸(50mg/kg BW 100mg/kg BW 200mg/kg BW),空白組、模型組給予同體積溶劑(市售菜子油,經(jīng)高溫及無(wú)水乙醇處理 0.05ml/10gBW),同時(shí),模型對照組和硫辛酸干預組繼續給予相同劑量的D半乳糖頸背部皮下注射。連續8周。
122 單細胞懸液的制備:小鼠最后一次處理后禁食24小時(shí),然后脫頸處死,于冰臺上取腦之后立即剝離海馬,用預冷生理鹽水小心洗去浮血,和預冷的PBS緩沖液(1ml)混合用勻漿器輕輕將組織磨碎制得海馬細胞懸液,立即與預溫37℃的0.7%。低熔點(diǎn)瓊脂糖以1:1例混勻。
123 制膠片:分作2層.第l層為正常熔點(diǎn)瓊脂糖層,取自制微電泳槽,將預熱45℃的0.8%正常熔點(diǎn)瓊脂糖的PBS滴在槽內,每槽0.1ml,放入4℃冰箱固化15分鐘后取出,將0.1ml含細胞的低熔點(diǎn)瓊脂糖均勻滴在槽內即制好第二層,再放入4℃冰箱固化15分鐘。
124 細胞裂解:微電泳槽從冰箱取出后水平浸入當天配制的4℃細胞裂解液中1h。
125 DNA堿解旋:微電泳槽取出,置于水平電泳槽中,新配制的堿性電泳緩沖液覆蓋玻片,放置20分鐘。
126 電泳:電壓25V,電流300mA,電泳20分鐘。
127 中和:電泳結束后取出放入干凈平皿,緩緩加入HCl(PH7.5)緩沖液,將,將微電泳槽淹沒(méi)15分鐘,冰箱保存,中和兩次。
128 脫水:吸去中和液,緩緩加入無(wú)水乙醇,將微電泳槽淹沒(méi)10分鐘,取出,放干燥處過(guò)夜,第二天收起保存[6]。
129 染色與觀(guān)察:在膠面上滴2—3滴EB水溶液,10分鐘后,用雙蒸水浸泡漂洗掉膠面上的EB染液,每個(gè)樣本隨機選擇30個(gè)彗星細胞拍照。
13 圖像分析:用CASP軟件[7]逐個(gè)分析細胞,取尾長(cháng)、尾矩(從彗星頭的右邊界到彗星尾部末端的距離與尾部DNA含量的乘積、Olive尾矩(從頭光密度重心到尾光密度重心的距離與尾部DNA含量的乘積)這三個(gè)指標進(jìn)行統計分析。
14 統計學(xué)處理:用SPSS11-5軟件進(jìn)行方差分析。
2 結果
21 各組小鼠海馬彗星細胞各指標平均值見(jiàn)下表,可見(jiàn)模型組小鼠海馬彗星細胞尾長(cháng)、尾矩、Olive尾矩均最大,對照組的均最小,對照組和模型組比較有統計學(xué)意義(P<0.05),干預組各指標均小于模型組(P<0.05),有統計學(xué)意義。
22 各組彗星細胞圖像:
3討論
適當濃度的自由基在信號傳導途徑中扮演著(zhù)重要角色,高濃度的自由基及其衍生物對機體有很大的危害性,它們損傷所有的細胞組分,對蛋白質(zhì),核酸,脂質(zhì)等大分子進(jìn)行氧化攻擊,已證實(shí)過(guò)度的自由基牽涉到如下疾病的致病機理:癌癥、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化、神經(jīng)退行性疾病、風(fēng)濕性關(guān)節炎、缺血再灌注損傷、阻塞性睡眠呼吸暫停等。上述疾病多是老年慢性相關(guān)疾病,Harman認為衰老的機制至少有部分是有自由基引起的[1]。
隨著(zhù)年齡的增加,線(xiàn)粒體功能衰退,細胞呼吸過(guò)程產(chǎn)生的自由基增多,對線(xiàn)粒體本身及細胞的破壞加劇。同時(shí),機體的抗氧化系統效率降低,進(jìn)一步導致能量代謝障礙和氧化損傷。所有老年性機體有必要補充抗氧化劑以增加內源性抗氧化劑效率,阻止自由形成或猝滅自由基。
D半乳糖致小鼠過(guò)氧化損傷可能是通過(guò)羰氨反應,形成交聯(lián)產(chǎn)物,通過(guò)羰基毒化機制致使小鼠體內蛋白質(zhì)功能喪失,進(jìn)而引起一系列的病理改變。交聯(lián)產(chǎn)物進(jìn)一步降解可生成丙二醛等不飽和醛酮中間產(chǎn)物,因而小鼠各主要臟器細胞質(zhì)或線(xiàn)粒體丙二醛濃度升高[8]。本研究用D半乳糖成功的造成了小鼠海馬細胞過(guò)氧化損傷(對照組和模型組比較個(gè)指標均有統計學(xué)意義),三個(gè)干預組和模型組比較各指標均有統計學(xué)意義,證實(shí)硫辛酸是一種有效的抗氧化劑,能對小鼠海馬細胞DNA損傷進(jìn)行修復,參照國內外研究,結合本次研究結果,筆者推測硫辛酸的抗氧化機制有以下幾方面:1直接發(fā)揮抗氧化作用;2再生其它抗氧化劑如維生素C,谷胱甘肽,輔酶Q10等[9-10];3鰲合銅鐵等金屬離子[11];4增加葡萄糖吸收利用率,增強胰島素敏感性[12];5修飾氧化蛋白等[3]。
機體的肝臟和其它組織可合成硫辛酸,在某些疾病如糖尿病,人體內硫新酸含量比正常人少[13],但其它病理狀態(tài)下的機體體內硫辛酸的變化情況尚不清楚,硫辛酸是否可以用于一切氧化損傷相干疾病還需要大量的科學(xué)研究來(lái)證明。
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