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目的: 以雌性SD大鼠和SH-SY5Y细胞为研究对象,运用水迷宫、免疫组织化学染色、RT-PCR、Western blot等技术,观察动物去势和雌激素补充治疗以及细胞补充雌激素对CD147表达的作用,探讨雌激素对Aβ清除及学习记忆的影响,为阿尔茨海默病治疗方向和策略的制定提供依据。 方法: 1去势及雌激素补充对SD雌性大鼠学习记忆的影响。 选用健康雌性的 3 月龄雌性 SD 大鼠共 72 只,随机分为假手术组(Sham),去卵巢组(OVX),去卵巢加雌激素组(OVX+E2),每组 24只。OVX组及OVX+E2组行去卵巢手术,Sham组手术操作步骤相同但保留卵巢,3 d后OVX+E2组大鼠给予腹腔注射E2 10μg (100μg/ml),OVX组和Sham组给予等量芝麻油腹腔注射,连续给药30 d。第24 d进行 Morris 水迷宫实验。先进行定位航行实验,记录大鼠逃避潜伏期,每天进行一次,连续测量5 d。第6 d进行空间探索实验,记录120 s内大鼠跨越平台的次数。 2去势及雌激素补充对SD雌性大鼠海马组织中CD147表达的影响。 2.1免疫组织化学方法检测海马组织中CD147的表达:每组取12只大鼠,麻醉后经心灌注多聚甲醛后取脑,经视交叉至上丘节段截取脑组织进行石蜡切片、免疫组织化学染色。正置显微镜下观察照相,观察阳性表达部位,测定平均光密度值(AOD)。 2.2 RT-PCR检测海马组织中CD147的mRNA表达: 每组取12只大鼠,麻醉后断头剥离海马组织,取一侧放入 EP 管内置于液氮中,进行 RNA提取、反转录、聚合酶链式反应、琼脂糖凝胶电泳,紫外线成像系统检测,以β-actin为内参测定各组中CD147的mRNA相对表达水平。 2.3Western blot检测海马组织中CD147的蛋白表达:将2.2中另一半海马组织于超声粉碎机内粉碎,冰置 5 min 后,低温离心取上清液,备用。Western blot检测,孵育CD147一抗,以GAPDH为内参测定各组中CD147的蛋白相对表达水平。 3 雌激素对SH-SY5Y细胞中CD147表达的影响作用 3.1免疫细胞荧光染色检测SH-SY5Y细胞中CD147的表达:DMEM-F12培养基、37℃、5%CO2条件下培养SH-SY5Y细胞于24孔板内。随机分为对照组(Con组)、雌激素受体抑制剂+雌激素组(ICI+E2组)、雌激素组(E2组)。E2组给予100nM E2作用24h,ICI+E2组预先给予1μMICI 182780作用30 min后再加入E2作用24 h,对照组给予等量DMSO。利用免疫细胞荧光染色观察CD147在SH-SY5Y细胞中的表达及定位。 3.2 RT-PCR检测SH-SY5Y细胞中CD147的mRNA表达:DMEM-F12培养基、37℃、5%CO2条件下培养SH-SY5Y细胞于6孔板内。分组及处理同3.1。检测方法同2.2。 3.3Western blot检测SH-SY5Y细胞中CD147的蛋白表达:DMEM-F12培养基、37℃、5%CO2条件下培养SH-SY5Y细胞于6孔板内。分组及处理同3.1。检测方法同2.3。 结果: 1. 去势及雌激素补充对SD雌性大鼠学习记忆的影响。 定位航行实验结果:5 d实验过程中,3组实验动物的逃避潜伏期均可呈现不同程度的减少;在实验第1-3 d,3组大鼠间的差别不明显,差异无统计学意义(P>0.05);第 4 d,OVX 组(21.83±7.40 )和 OVX+E2 (19.93±7.01)组逃避潜伏期均高于 Sham组(12.36±4.24),差异有统计学意义(P<0.05)。第5 d,OVX组(22.95±3.91)逃避潜伏期高于Sham组(10.34±2.54)和OVX+E2组(14.77±3.62),差异有统计学意义(P<0.05)。 空间探索实验结果:OVX组大鼠游泳轨迹为围绕水池各象限的环游,Sham组、OVX+E2组表现出目标区域的指向性偏好,而Sham组游泳范围则更加集中于平台附近。与Sham组(11.54±3.72)相比,OVX组(6.50±3.02)跨越平台次数明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05);与OVX组(6.50±3.02)相比,OVX+E2组(9.67±2.44)跨越平台次数有所增加,差异具有统计学意义(P<0.05);Sham组与OVX+E2组间跨越平台次数无明显差异。 2. 去势及雌激素补充对SD雌性大鼠海马组织中CD147表达的影响。 2.1 免疫组织化学染色结果:镜下观察可见海马 CA1 区、CA3 区、CA4区及齿状回均表达 CD147,阳性反应部位主要位于胞浆、胞膜。平均光密度值分析显示:相对于Sham组各区域(CA1区0.097±0.013、CA3区0.109±0.016、CA4区0.088±0.015),OVX组相应各区CD147表达明显降低(CA1区0.052±0.013、CA3区0.048±0.011、CA4区0.042±0.010),差异具有统计学意义(P<0.05)。相对于OVX组各区域(CA1区0.052±0.013、CA3区0.048±0.011、CA4区0.042±0.010),OVX+E2组相应个区CD147表达有所增加(CA1 区 0.089±0.015、CA3 区 0.078±0.012、CA4 区0.075±0.012),差异具有统计学意义(P<0.05)。 2.2RT-PCR检测CD147 mRNA表达结果:相对于Sham组(0.590±0.133),OVX组(0.310±0.109)CD147 mRNA表达明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05);相对于OVX组(0.310±0.109),OVX+E2组(0.390±0.108)表达有所增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。 2.3Western blot检测CD147蛋白表达结果:相对于Sham组(0.519±0.108),OVX组(0.280±0.087)CD147 蛋白表达明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05);相对于OVX组(0.280±0.087),OVX+E2组(0.372±0.102)表达有所增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。 3 雌激素对SH-SY5Y细胞中CD147表达的影响。 3.1免疫细胞荧光染色结果:CD147在胞浆、胞膜和轴突上均有表达;Con组(0.123±0.020)与 ICI+E2 组(0.135±0.019)间 CD147 蛋白表达无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05);E2组(0.240±0.027)组明显高于Con组(0.123±0.020)与ICI+E2组(0.135±0.019),差异具有统计学意义(P<0.05)。 3.2RT-PCR检测CD147 mRNA表达结果:Con组(0.101±0.032)与ICI+E2组(0.132±0.031)间 CD147 蛋白表达无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05);E2 组(0.273±0.076)组明显高于 Con 组(0.101±0.032)与ICI+E2组(0.132±0.031),差异具有统计学意义(P<0.05)。 3.3Western blot检测CD147蛋白表达结果:Con组(0.673±0.040)与ICI+E2组(0.683±0.035)间 CD147 蛋白表达无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05);E2 组(1.157±0.156)组明显高于 Con 组(0.673±0.040)与ICI+E2组(0.683±0.035),差异具有统计学意义(P<0.05)。 结论: 1.去势可以导致雌性SD大鼠学习记忆能力的下降,而去势后雌激素补充可缓解大鼠学习和记忆能力的下降。 2.去势可以导致雌性SD大鼠海马组织中CD147表达水平降低,给予雌激素补充治疗后,CD147表达水平增加。 3.雌激素能够增加SH-SY5Y细胞中CD147的表达,这种作用可被雌激素受体抑制剂ICI 182780抑制。