运动训练与白藜芦醇对糖尿病大鼠海马神经细胞超微结构及细胞凋亡的影响

摘要

研究目的:rn 本研究采用5周高脂饮食和30mg/kg腹腔注射链脲佐菌素建立糖尿病大鼠模型,探讨8周游泳训练与白藜芦醇给药共同干预,对糖尿病大鼠海马组织神经细胞形态学超微结构以及对细胞凋亡相关蛋白表达等功能学的变化影响.rn 研究方法:rn 雄性SD大鼠，体重220±10g。分为正常对照组（C）、糖尿病对照组（D）、糖尿病运动组（ED）、糖尿病药物组（ZD）、糖尿病运动药物组（ZED），15只/组。运动组大鼠负重5%进行游泳，5天／周，1小时/天，共8周。圆形游泳池规格为120cm×85cm，水深70cm，水温32℃±2℃。2）药物组大鼠按照45mg/kg（BW）的白藜芦醇灌胃，对照组大鼠灌胃等体积双蒸水，7天/周，共8周。干预结束后36小时，各组大鼠经10%水合氯醛全麻取海马组织。rn 1）通过透射电子显微镜进行CA3区神经细胞超微结构的形态学观察；rn 2）通过免疫组化分析神经细胞凋亡相关蛋白Bax、Caspase-3、Bal-2的表达变化；rn 3）通过TUNNEL法检测进行神经细胞凋亡率的变化。rn 研究结果:rn 1）D组大鼠神经细胞器明显减少，线粒体空泡，粗面内质网扩张，核固缩，神经髓鞘结构破坏严重，鞘膜水肿。ED组与ZD组大鼠神经细胞超微结构有所改善，粒体空泡与核固缩现象略有减少，但神经细胞髓鞘结构仍松散或分离。ZED组大鼠细胞超微结构与C组相近，其海马神经细胞状态明显改善，电镜下显示锥体细胞形态规则，核仁明显，核膜光滑连续，双层结构较完整清楚，细胞器丰富，神经髓鞘排列规整，内质网的核糖核蛋白颗粒明显。rn 2）免疫组化结果分析显示，促调亡蛋白Bax、Caspase-3主要分布于胞质、突起或胞核中，抑凋亡因子Bcl-2主要分布于胞浆和核膜，三种阳性表达物均为棕褐色颗粒物。其中D组的凋亡促进蛋白阳性细胞数量最为显著，多为深褐色颗粒物质，表达尤为强烈，而抑凋亡因子数目显著减少，排列疏散，层次紊乱，且染色浅，存在极显著或显著差异性（P<0.01或P<0.05）。ED与ZD两组结果较为接近，其Bcl-2细胞阳性细胞数目有所增加，细胞排列略为有序，但Bax、Caspase-3阳性细胞多，表达增加明显（P<0.05）。ZED组与C组结果相似（P>0.05），其Bax、Caspase-3阳性细胞数目减少，表达信号微弱。而Bcl-2阳性细胞数目增加显著，胞浆和核膜着色深，近黄褐色，且细胞间排列紧致。rn 3）凋亡阳性细胞统计结果显示，D组大鼠凋亡阳性细胞明显增加，细胞凋亡率高达77.24%±11.23%，与其他组存在极显著差异性（P<0.01）。两组的海马神经元显示凋亡细胞数目较少，C组其细胞凋亡率仅为1.94%±3.12%，ZED组的细胞凋亡率5.77%±12.51%，组间无明显差异（P>0.05）。ZD组与ED组大鼠则分布为21.18±25.72%，31.94±23.22%，组间也未见无显著差异（P>0.05）。rn 研究结论:rn 1）游泳训练、白藜芦醇给药或共同干预，可一定程度上改善糖尿病大鼠海马神经结构受损状态，但共同干预效果优于较单一因素干预；rn 2）游泳训练与白藜芦醇给药，可能与降低促调亡蛋白Bax、Caspase-3表达，增加抑凋亡因子Bcl-2的表达，减少海马细胞凋亡，对维持神经细胞形态结构的稳定性与生理功能的完整性有关；rn 3）白藜芦醇作为SIRT1激动剂，是一种NAD+依赖的组蛋白脱乙酰化酶。可能对诸多底物具有脱乙酰化作用和调节转录作用，发挥其基因沉默、寿命调节、调控细胞周期和细胞凋亡、调节糖脂代谢、参与炎性反应和抵抗应激损伤等一系列生理功能。