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目的: 探讨异甘草素(ISL)抑制LPS诱导的小胶质细胞活化和神经炎症,改善AD小鼠学习记忆障碍及发挥神经保护的作用机制。 方法: (1)分离培养出大鼠的原代小胶质细胞,观察正常细胞的形态,CD11b免疫荧光染色鉴定细胞纯度;MTT方法检测不同浓度ISL(0-40μM)对原代小胶质细胞活性的影响;LPS(100 ng/ml)刺激小胶质细胞建立细胞模型,采用Griess试剂检测不同浓度ISL对LPS刺激的原代小胶质细胞NO产物的影响,明确ISL最佳治疗剂量后将原代小胶质细胞分为四组:正常对照组(Control)、正常加ISL组(ISL)、神经炎症组(LPS)和神经炎症加ISL组(LPS+ISL)。免疫荧光染色观察细胞形态学改变,ELISA法检测细胞培养液中IL-1β和TNF-α蛋白表达水平;qRT-PCR检测iNOS和COX2 mRNA表达水平;Western blot检测iNOS、COX2蛋白表达。 (2) Western blot检测ISL对LPS刺激的原代小胶质细胞MAPKs信号通路相关蛋白磷酸化和DUSP1蛋白表达量的影响。qRT-PCR方法进一步检测ISL对LPS刺激的原代小胶质细胞DUSP1 mRNA表达水平的影响。 (3)利用PS1/PS2 cDKO小鼠作为AD神经炎症小鼠模型,分为野生型组(Wildtype,WT,n=15)、野生型加ISL组(WT+ISL,n=15)、PS1/PS2基因双敲除组(DKO,n=15)及PS1/PS2基因双敲除加ISL组(DKO+ISL,n=15)。WT组和DKO组喂正常饲料,WT+ISL组和DKO+ISL组喂含有ISL(150 ppm)的饲料,ISL用量为30 mg/kg,连续2个月。行为学方法检测各组小鼠的学习记忆能力,行为学检测期间继续饲喂含ISL的饲料,qRT-PCR测定各组小鼠海马组织相关炎症因子mRNA表达,Western blot测定各组小鼠海马组织iNOS和COX2蛋白的表达变化。 结果: (1)分离纯化后的原代小胶质细胞,细胞贴壁后呈杆状,梭形以及不规则形状,胞体较小并伴有突起;经LPS激活后细胞变圆呈阿米巴状,胞体变大,突起缩短。CD11b免疫荧光染色显示细胞纯度≥98.0%,符合后续实验的需要。 (2) ISL治疗后明显改善由LPS诱导的原代小胶质细胞过度活化;明显降低了细胞培养液中NO产物的生成量并且呈现出剂量依赖性;在不同的时间点中,LPS刺激原代小胶质细胞12h和24 h后,ISL显著降低细胞上清中TNF-α蛋白含量;LPS刺激原代小胶质细胞6h后,ISL对培养液中的IL-1β蛋白含量有明显的抑制作用;LPS刺激小胶质细胞2h时,ISL可以显著降低p-ERK蛋白表达水平;LPS刺激小胶质细胞24 h时,ISL能显著降低iNOS mRNA和蛋白表达水平;LPS刺激12h时,ISL明显降低COX2 mRNA和蛋白表达水平。 (3) Western blot实验结果显示,ISL可增强DUSP1蛋白表达量,促进DUSP1对p-ERK蛋白的去磷酸化作用。 (4)在PS1/PS2 cDKO AD神经炎症模型中,ISL治疗后,DKO小鼠的学习记忆障碍明显得到改善,qRT-PCR检测结果显示小鼠海马组织IL-1β、TNF-α、iNOS及COX2 mRNA表达水平显著降低,Western blot结果表明ISL能够显著降低海马组织iNOS和COX2蛋白表达水平。 结论: (1)体外成功培养得到纯度较高的原代小胶质细胞。 (2) ISL明显能够抑制小胶质细胞的过度激活和改善神经炎症。 (3) ISL通过增强DUSP1蛋白的表达量而促进其对于ERK1/2通路的去磷酸化作用,从而发挥抗神经炎症的作用。 (4)体内实验进一步证明ISL能够减轻AD小鼠的神经炎症反应,并且改善AD小鼠的学习记忆能力。