衰老海马神经元的体外鉴
【摘要】 目的:鉴定培养的海马神经元衰老状况。方法:利用SD新生鼠进行海马神经元原代培养,分别取培养6、12和20d的神经元进行衰老相关β半乳糖苷酶(SA_β_GAL)的细胞化学染色。结果:随着培养时间的延长,SA_β_GAL阳性率增加(P<0?01)。结论:海马神经元可能随着培养时间的延长而衰老细胞增加。
【关键词】 神经元 衰老 衰老相关β半乳糖苷酶
[Abstract]Objective:To identify senescent cultured hippocampal neurons. Methods:Hippocampus were dissected and cultured from new_born SD rats. The cytochemical staining of senescence associated β_galactosidase(SA_β_GAL)was applied to cultured neurons for 6、12 and 20 days. Results:The positive staining of SA_β_GAL increased with prolongation of the culture period (P<0?01). Conclusion:The senescent hippocampal neuron increases with the culture period.
[Key Words]neuron;ageing;senescence associated β_galactosidase
衰老相关β半乳糖苷酶(Senescence associated β_galactosidase,SA_β_GAL)在衰老细胞中表达升高,目前已成为一个被广泛采用的衰老生物学标记物[1, 2]。然而大多数研究是在复制细胞中应用SA_β_GAL来标记衰老细胞[3],而神经元属于静止细胞,其是否能够用于检测衰老神经元,目前还未得到证实,因此在应用上应加以验证。研究发现,衰老细胞从形态学上表现为细胞变大,变扁平[4]。本研究拟对培养不同天数的海马神经元进行SA_β_GAL染色,以鉴定衰老海马神经元并结合形态学观察,从而验证SA_β_GAL标记衰老海马神经元的可靠性。
1材料与方法
1?1海马神经元原代培养SD新生鼠(种鼠由中山大学广州北校区动物中心提供,新生鼠在汕头大学医学院动物中心繁殖)5~6只,体质量4~6g。全身体积分数75%的酒精消毒,断头取脑,将整个脑组织置于冷的HBSS(无Ca2+,Mg2+)平衡液中,利用弯头玻璃棒将两侧海马完整取出。HBSS洗4次,去除混杂的血管和血液。胰酶消化:用剪刀将海马组织剪成1mm3小块,HBSS洗4次,质量分数0?25%的胰酶37℃消化15min。终止消化:加入终浓度为体积分数10%的胎牛血清孵育5min终止消化,随后HBSS洗4~5次,去除残留胎牛血清。吹打细胞:在15mL离心管中加入5mL Neurobasal A(GIBCO公司,美国),用Pasteur管吹打组织碎块,将浑浊的上清液收集到另一个15mL离心管中,200g离心10min,弃上清液。接种细胞:沉淀用Neurobasal A/B27(Sigma公司,美国)重悬,在24孔板中接种在100mg/mL poly_L_lysine处理过的盖玻片上,密度约(5~8)×105个/mL,在37℃,体积分数5%的CO2培养箱中培养。在培养第5d加入10mmoL阿糖胞苷抑制胶质细胞和纤维母细胞生长,从接种第6d起可进行实验。分别取细胞接种后第6、12和20d的培养细胞在体积分数4%的多聚甲醛中室温固定15min,_20℃冰箱保存备用。
1?2SA_β_GAL细胞化学染色
接种细胞的盖玻片在室温下放置约30min,用X_Gal洗液(100mmol/L Na3PO4;2mmol/L MgCl2;质量分数0?01%的脱氧胆酸钠)洗3次,每次15min,用X_Gal染液(100mmol/L Na3PO4,2mmol/L MgCl2,150mmol/L NaCl,质量分数0?01%脱氧胆酸钠,质量分数0?02%的NP_40,5mmol/L铁氰化钾,5mmol/L亚铁氰化钾,1mg/mL X_gal)在37℃避光孵育16~18h,PBS清洗3次,质量分数0?1%的核固红室温对比染色20min。晾干后中性树胶封固,光镜下观察,拍片,计数。
1?3统计学处理
实验结果用±s表示,运用SPSS12?0进行统计分析,两组间比较用独立样本t检验。
2结果
SA_β_GAL细胞化学染色结果显示,随着培养天数的增加,SA_β_GAL阳性率升高,培养6 d的神经元SA_β_GAL阳性表达较少,而12、20d的神经元中的阳性表达明显增加(P<0?01,表1),神经元细胞形态学变化不明显。表1海马原代培养神经元SA_β_GAL染色的阳性率
3讨论
SA_β_GAL的pH值为6时,在衰老细胞中活性升高,因此成为比较普遍应用的衰老生物学标记物[1]。多数研究应用于复制衰老,尤其是指真核细胞在完成有限分裂次数后,丧失合成DNA的能力,导致增殖能力丧失而仅维持细胞基本的代谢能力的状态,比较经典的复制衰老的细胞模型是人二倍体细胞[2, 5]。然而,神经元属静止细胞,在体外培养中不再增殖和分裂,因此,SA_β_GAL在这类细胞中的应用受到挑战。本研究结果表明,在延长培养的海马神经元中,SA_β_GAL的阳性率明显增加,提示延长培养的神经元处于衰老状态。除SA_β_GAL标记外,衰老细胞还具有细胞变大,变扁平的形态学特点,然而在本研究中,延长培养的神经元形态学改变不明显,因此,SA_β_GAL是一个比较敏感的标记衰老细胞的生物学指标。在以往的研究中,我们曾应用SA_β_GAL分别在不同年龄大鼠的大脑皮层和海马区成功标记了衰老神经元[6,7],本结果进一步验证了SA_β_GAL作为衰老神经元标记物的可靠性。
【】
[1]Dimri GP, X Lee, G Basile, et al. A biomarker that identifies senescent human cells in culture and in aging skin in vivo[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 1995, 92(20): 9 363-9 367.
[2]Chen QM. Replicative Senescence and Oxidant_Induced Premature Senescence: Beyond the Control of Cell Cycle Checkpoints[J]. Ann N Y Acad Sci, 2000, 908(1): 111-125.
[3]Honda S, LM Hjelmeland, JT Handa. Senescence associated beta galactosidase activity in human retinal pigment epithelial cells exposed to mild hyperoxia in vitro[J]. Br J Ophthalmol, 2002, 86(2): 159-162.
[4]Arking R. Multiple longevity phenotypes and the transition from health to senescence[J]. Ann N Y Acad Sci, 2005, 1 057: 16-27.
[5]Dumont P, M Burton, QM Chen, et al. Induction of replicative senescence biomarkers by sublethal oxidative stresses in normal human fibroblast[J]. Free Radic Biol Med, 2000, 28(3): 361-373.
[6]Wang BH, Shi GZ, Xu MY, et al. Cloning of LASS1 Gene and Primary Study on The Association of Its Expression With Neuron Aging in Rat Cerebral Cortex[J]. Prog Biochem Biophys, 2006, 33(8): 760-768.
[7]Hatton JD, L Lin. Demonstration of specific neuronal cell groups in rat brain by beta_galactosidase enzyme histochemistry[J]. J Neurosci Methods, 1992, 45(3): 147-153.











