天津医药

天津医药 ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (4): 342-348.doi: 10.11958/20161595

• 细胞与分子生物学 • 上一篇    下一篇

二肽基肽酶-4 抑制剂对阿尔茨海默病样神经 退行性变的保护作用

陈书仪 1， 郭爱 1， 陈沿霖 1， 付荣霞 2， 赵纲 3， 彭鹏 1， 宋奇骏 1， 邓艳秋 1△   

  1. 1 天津医科大学基础医学院生理学与病理生理学教研室 （邮编 300070）； 2 天津农学院食品工程与生物学院； 3 天津市肿瘤医院 病理科
  • 收稿日期:2016-12-30 修回日期:2017-03-05 出版日期:2017-04-15 发布日期:2017-04-15
  • 通讯作者: △通讯作者 E-mail: 1766464240@qq.com E-mail:925108644@qq.com
  • 作者简介:陈书仪 （1990）， 女， 在读硕士生， 主要从事神经退行性变研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目 （81270422）； 国家级大学生创新创业训练计划项目 （201610062013）

The protective effects of dipeptidyl peptidase-4 inhibitor on AD-like neurodegenerative changes

CHEN Shu-yi1, GUO Ai1, CHEN Yan-lin1, FU Rong-xia2, ZHAO Gang3, PENG Peng1, SONG Qi-jun1, DENG Yan-qiu1△   

  1. 1 Department of Pathophysiology, School of Basic Medical Science, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China； 2 Food Science and Biological Engineering Department, Tianjin Agriculture University； 3 Department of Pathology, Tianjin Cancer Hospital
  • Received:2016-12-30 Revised:2017-03-05 Published:2017-04-15 Online:2017-04-15
  • Contact: △Corresponding Author E-mail: 1766464240@qq.com E-mail:925108644@qq.com

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摘要： 目的 探讨二肽基肽酶-4 抑制剂（DDP-4I）对阿尔茨海默病（AD）样神经退行性改变的保护作用及其机 制。方法 取对数生长期的人神经母细胞瘤细胞 SH-SY5Y 分为 6 组： 空白对照组（CON 组）， 含 1‰二甲基亚砜 （DMSO） 的磷酸盐缓冲液 （PBS） 处理 12 h； wortmannin 干预组 （W 组）， 0.03 μmol/L wortmannin 处理 12 h； DPP-4I 干预 组（DPP-4I 组）， 10 μmol/L DPP-4I 处理 12 h； DPP-4I 与 wortmannin 共同干预组（DPP-4I+W 组）， 10 μmol/L DPP-4I 预处理 2 h， 再给予 0.03 μmol/L wortmannin 处理 12 h； DPP-4I+wortmannin+Ex9-39 共同干预组（DPP-4I+W+Ex9-39 组）， 10 μmol/L Ex9-39 预处理 2 h， 再加入 10 μmol/L DPP-4I 作用 2 h， 最后 0.03 μmol/L wortmannin 处理 12 h； Ex9- 39 干预组（Ex9-39 组）， 10 μmol/L Ex9-39 处理 12 h。MTT 法检测各组细胞活性的变化， Western blot 法检测各组微 管相关的 tau 总蛋白（tau-5）及其不同磷酸化位点（pSpS199/202、 pT231 和 pS396）、 神经丝（NFs）相关蛋白（NF-H、 NF-M）以及胰岛素信号通路 PI3K/Akt/GSK-3β 中关键酶的磷酸化水平。结果 （1）与 CON 组相比， W 组细胞活力 下降， pSpS199/202、 pT231、 pS396 以及 NF-H/M 的磷酸化水平升高， 而 DPP-4I 组细胞活力上升， 上述指标的磷酸化 水平下降； 与 W 组相比， W+DPP-4I 组的细胞活力上升， 上述指标的磷酸化水平下降。（2） 与 CON 组相比， Ex9-39 组 细胞活力下降， pSpS199/202、 pT231、 pS396 以及 NF-H/M 的磷酸化水平升高； 与 DPP-4I+W 组相比， DPP-4I+W+ Ex9-39 组上述指标发生相同的变化。（3）与 CON 组相比， W 组 p-PI3K、 p-Akt、 p-GSK3β 水平下降， DPP-4I 组 pPI3K、 p-Akt、 p-GSK3β 水平上升； 与 W 组相比， DPP-4I+W 组 p-PI3K、 p-Akt、 p-GSK3β 水平上升。结论 DPP-4I 可通过提高 GLP-1 的浓度和激活 PI3K/Akt/GSK-3β 信号通路来改善 wotmannin 诱导的 AD 样的 tau 蛋白和神经丝 的过度磷酸化， 保护神经细胞的退行性变。

关键词: 二肽基肽酶Ⅳ抑制剂, 阿尔茨海默病, 胰高血糖素样肽类, tau 蛋白质类, 蛋白激酶类, 神经丝, 胰岛素信 号通路

Abstract: Objective To explore the protective effects of dipeptidyl peptidase- 4 inhibitor (DPP- 4I) on AD- like neurodegenerative changes and its mechanism. Methods The human neuroblastoma cell line SH-SY5Y on the logarithmic phase was divided into six groups: control group (CON group, treated with PBS contained 1‰ DMSO for 12 h), wortmannin intervention group (W group, treated with 0.03 μmol/L wortmannin for 12 h), DPP-4I intervention group (DPP-4I group, treated with 10 μmol/L DPP-4I for 12 h), both DPP-4I and wortmannin intervention group (DPP-4I+W group, pre-treated with 10 μmol/L DPP-4I for 2 h, then 0.03 μmol/L wortmannin for 12 h), DPP-4I, wortmannin and Ex9-39 intervention group (DPP-4I+W+Ex9-39 group, pre-treated with 10 μmol/L Ex9-39 for 2 h, then 10 μmol/L DPP-4I for 2 h followed by 0.03 μmol/L wortmannin for 12 h), and Ex9-39 intervention group (Ex9-39 group, treated with 10 μmol/L Ex9-39 for 12 h). MTT assay was used to detect the cell vitality. Western blot assay was used to detect the level of total tau protein (tau-5) and phosphorylated tau at different sites (pSpS199/202, pT231 and pS396), the level of phosphorylated neurofilaments (NF-H, NF- M) and phosphorylation of critical enzyme in PI3K/Akt/GSK- 3β signaling pathway. Results (1) The cell vitality decreased, the levels of pSpS199/202, pT231, pS396 and NF-H/M increased significantly in W group than those in CON group. However, comparing with CON group, the above mentioned parameters reversed in DPP-4I group. Comparing with W group, the cell vitality increased and phosphorylated levels of above mentioned indices were decreased in DPP-4I+W group. (2) The cell vitality showed a decline trend while the levels of phosphorylation tau at three different sites and NF-H/M were higher in Ex9-39 group than those in CON group. Comparing with DPP-4I+W group, the results of the phosphorylated levels showed the same changes in DPP- 4I + W + Ex9- 39 group. (3) Comparing with CON group, the expression levels of phosphorylated PI3K, Akt and GSK3β increased significantly in DPP- 4I group, while those decreased in W group. Additionally, the expression levels of phosphorylated PI3K, Akt and GSK3β were significantly increased in DPP- 4I + W group than those in W group. Conclusion DPP-4I can enhance the level of GLP-1 and activate PI3K/Akt/GSK-3β insulin signaling pathway to improve the hyperphosphorylated tau and NFs induced by wortmannin, and to protect AD- like neurodegeneration.

Key words: dipeptidyl- peptidase Ⅳ inhibitors, Alzheimer’ s disease, glucagon- like peptides, tau proteins, protein kinases, neurofilaments, insulin signaling pathway