鋅離子對大鼠黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的損傷作用及可能機制研究.pdf

1、帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，以肌僵直、肢體震顫和運動減少等癥狀為主要臨床表現(xiàn)。PD病理特征主要是中腦黑質(zhì)致密帶(substantia nigra pars compact，SNpc)多巴胺(dopamine,DA)能神經(jīng)元死亡。PD的病因未完全明了，可能有多種因素參與，如遺傳、環(huán)境因素、氧化應(yīng)激、興奮性毒素、自身免疫、黑質(zhì)(substantia nigra，SN)鐵聚積和細(xì)

2、胞凋亡等。近來，越來越多的研究開始關(guān)注二價金屬離子鋅在神經(jīng)退行性疾病中的作用。鋅離子是人體必需的微量元素，腦組織中不少酶類和神經(jīng)遞質(zhì)的合成均需其參與，并且具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。鋅含量不足或過高時，均能引起機體相應(yīng)的生化過程紊亂，從而導(dǎo)致疾病。神經(jīng)化學(xué)、臨床以及流行病學(xué)等方面的研究提示鋅等二價金屬離子可能參與PD的發(fā)病；在有長年鋅接觸史的人群中PD發(fā)病率升高；PD病人SN中鋅含量與正常人相比增加50.54％。但目前，關(guān)于鋅離子引起SN D

3、A能神經(jīng)元損傷的具體作用機制尚未明確，需進(jìn)行深入研究。 為探討鋅離子導(dǎo)致大鼠SN DA能神經(jīng)元的損傷作用及其可能機制，本實驗選擇Wistar大鼠腹腔注射七水硫酸鋅14天后，應(yīng)用ICP-2(Inductively Coupled Plasma Detector)檢測儀觀察SN內(nèi)鋅離子含量的改變；利用高效液相色譜電化學(xué)檢測法(high performance liquid chromatography-electrochemica

4、l detection，HPLC-ECD)和免疫組織化學(xué)的方法觀察鋅離子對紋狀體(striatum，Str)DA及其代謝產(chǎn)物二羥基苯乙酸(dihydroxyphenylacetic acid，DOPAC)和高香草酸(homovanillic acid，HVA)的含量以及SNpc DA能神經(jīng)元存活情況的影響；應(yīng)用快速周期伏安法(fast cyclicvoltammetry，F(xiàn)CV)在體檢測鋅離子對大鼠Str內(nèi)DA釋放量的影響；利用生物化學(xué)

5、的方法觀察了大鼠中腦氧化應(yīng)激狀態(tài)的改變以及SN內(nèi)caspase-3活性的改變；應(yīng)用western blots技術(shù)檢測了SN胞漿和線粒體內(nèi)細(xì)胞色素c(cytochrome c)的分布情況；利用免疫熒光雙標(biāo)技術(shù)觀察了SN內(nèi)DA能神經(jīng)元的凋亡。 結(jié)果如下： 1.高劑量組(50mg/kg)大鼠SN內(nèi)鋅離子含量與對照組，12.5mg/kg組，以及25mg/kg組相比均增加(P<0.01)，但兩個低劑量組(12.5，25mg/k

6、g)與對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差別。 2.高劑量組鋅離子注射后引起大鼠Str DA和HVA含量與對照組和兩個低劑量組相比均減少(P<0.01)，DOPAC的含量雖然有所降低，但與其他組相比無統(tǒng)計學(xué)差別。兩個低劑量組Str內(nèi)DA、DOPAC和HVA含量與對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差別。 3.各個劑量組(25，50mg/kg)鋅離子注射后均未觀察到大鼠Str內(nèi)DA釋放量的減少，且與對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差別。 4.高劑量組鋅離子

7、導(dǎo)致大鼠SN內(nèi)Nissl染色陽性細(xì)胞數(shù)與對照組和兩個低劑量組相比均減少(P<0.01)，但兩個低劑量組與對照組相比SN內(nèi)神經(jīng)元的數(shù)目沒有影響，無統(tǒng)計學(xué)差別。 5.高劑量組鋅離子大鼠SN內(nèi)TH免疫陽性細(xì)胞數(shù)與對照組和兩個低劑量組相比均減少(p＜0.01)，但兩個低劑量組與對照組比較對SN內(nèi)TH免疫陽性細(xì)胞數(shù)目沒有影響，無統(tǒng)計學(xué)差別。 6.高劑量組鋅離子大鼠中腦內(nèi)脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)的含量與對照組和兩個低劑量組

8、相比均升高(P<0.01)，12.5，25mg/kg組對于中腦內(nèi)MDA的含量沒有影響，和對照組比較無統(tǒng)計學(xué)差別。 7.高劑量組鋅離子大鼠中腦內(nèi)超氧化物岐化酶(SOD)的活性與對照組和兩個低劑量組相比均下降(P<0.05)，造成中腦抗氧化系統(tǒng)的損傷。但兩個低劑量組對SOD的活性沒有影響，與對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差別。 8.Hoechst33258染色和TH免疫熒光雙標(biāo)結(jié)果表明：高劑量組鋅離子注射可引起大鼠SN內(nèi)TH陽性神經(jīng)

9、元凋亡的發(fā)生。 9.高劑量組大鼠SN內(nèi)caspase-3的活性與對照組和兩個低劑量組相比均升高(P<0.01)，但兩個低劑量組對caspase-3的活性沒有影響，與對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差別。 10.高劑量組大鼠SN線粒體內(nèi)細(xì)胞色素c的蛋白表達(dá)量與其他組相比下降(P<0.05)，但胞漿內(nèi)細(xì)胞色素c的蛋白表達(dá)量顯著增加(P<0.01)，表明細(xì)胞色素c從線粒體釋放到胞漿。對照組和兩個低劑量組SN胞漿內(nèi)沒有觀察到細(xì)胞色素c的蛋

10、白表達(dá)，線粒體內(nèi)其蛋白表達(dá)量也未見減少。 上述結(jié)果說明，腹腔注射七水硫酸鋅可引起SN內(nèi)鋅離子含量增加，增加的鋅離子可引起Str內(nèi)DA及其代謝產(chǎn)物含量減少，但對DA的釋放量沒有影響，鋅離子可導(dǎo)致SN內(nèi)神經(jīng)元和TH免疫陽性細(xì)胞數(shù)目減少，表明外周給與鋅離子可以造成SN-Str系統(tǒng)DA能神經(jīng)元的損傷。該損傷作用可能是通過增加中腦內(nèi)MDA的含量，降低SOD的活性，導(dǎo)致高氧化應(yīng)激狀態(tài)，引起線粒體損傷，使細(xì)胞色素c從線粒體釋放到胞漿，激活c