GLP-1通过激活cAMP-CREB-BDNF信号通路对抗CORT+HG诱导的毒性,在海马神经元细胞中发挥保护作用

GLP-1 plays a protective role in hippocampal neuronal cells by activating cAMP-CREB-BDNF signaling pathway against CORT+HG-induced toxicity.

作者信息Qi Ma, Li Wang, Xiang-Xin Liu, Zhi-Guo An, Xiao Luo, Li-Li Zhang, Ping Yan, Lu Jin, Ren Cai, Qi-Zhong Yi
PMID37576283
期刊Heliyon
发布时间2023-07-22
DOI10.1016/j.heliyon.2023.e18491

实验完整度

包含体外细胞模型构建、细胞活力/凋亡/坏死检测、ELISA、Western blot等实验,但缺乏动物模型或临床样本验证,未进行机制干预实验。

主要模型

小鼠海马神经元细胞系HT22

重点核对

细胞模型构建条件:CORT 200 μM + HG 50 mM处理48小时 GLP-1干预浓度:50 nM处理48小时 凋亡检测:Annexin V-PE/7-AAD染色,流式细胞术 坏死检测:Hoechst 33342和PI共染色,共聚焦显微镜 蛋白表达检测:Western blot检测PKA、CREB、p-CREB、Trkb、p-Trkb和β-actin

摘要

重度抑郁症(MDD)合并糖尿病(DM)显著降低患者的生活质量,目前缺乏有效的治疗方法。本研究探讨了胰高血糖素样肽-1(GLP-1)治疗MDD合并DM的可行性。评估了GLP-1对用皮质酮(CORT)和高糖(HG)培养的小鼠海马神经元细胞系HT22的保护作用。将HT22细胞与CORT+HG共培养以构建MDD合并DM的细胞模型。用GLP-1处理后,分别通过CCK-8法和流式细胞术/共聚焦激光扫描显微镜检测细胞活力和细胞凋亡/坏死。此外,通过酶联免疫吸附试验、比色法和Western blot分别检测培养上清液中的BDNF和神经递质水平、乳酸脱氢酶(LDH)和葡萄糖水平以及cAMP-CREB-BDNF信号通路蛋白。构建MDD合并DM细胞模型的理想干预组合为CORT 200 μM和HG 50 mM处理48 h。经过50 nM GLP-1处理48 h后,与模型组相比,模型+50 nM GLP-1组的凋亡率和坏死率以及培养上清液中的LDH和葡萄糖浓度显著降低。然而,培养上清液中的BDNF、5-羟色胺(5-HT)、多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NE)、PKA、p-CREB和p-Trkb浓度显著升高。GLP-1通过激活海马神经元细胞中的cAMP-CREB-BDNF信号通路来对抗CORT+HG诱导的毒性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
GLP-1是否对CORT+HG诱导的HT22细胞损伤具有保护作用,其机制是否涉及cAMP-CREB-BDNF信号通路?
核心机制
GLP-1通过激活cAMP-CREB-BDNF信号通路,上调PKA、p-CREB和p-Trkb的表达,从而发挥神经保护作用。
主要证据
在HT22细胞模型中,GLP-1处理降低了凋亡/坏死率、LDH和葡萄糖浓度,升高了BDNF、5-HT、DA、NE及PKA、p-CREB、p-Trkb蛋白水平,且Western blot显示通路蛋白变化。
研究意义
该研究为GLP-1作为MDD合并DM的潜在治疗药物提供了理论基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建MDD合并DM细胞模型

模拟MDD合并DM的体外细胞损伤模型,筛选最佳建模条件。

用不同浓度CORT(0、100、200 μM)和HG(25、50、75 mM)处理HT22细胞,检测细胞活力、BDNF和LDH水平,并评估不同时间点(12、24、48、72 h)的效果。

2

确定GLP-1最佳干预浓度

筛选GLP-1的最佳保护浓度。

在细胞模型基础上,添加不同浓度(10、20、50、100 nM)的GLP-1处理48 h,观察细胞形态、细胞活力、BDNF和LDH水平。

3

评估GLP-1对细胞凋亡和坏死的影响

验证GLP-1对CORT+HG诱导的细胞凋亡和坏死的保护作用。

通过流式细胞术检测细胞凋亡率,通过共聚焦显微镜观察Hoechst 33342/PI染色后的细胞坏死情况。

4

检测神经递质和葡萄糖水平

评估GLP-1对神经元功能相关指标的影响。

通过ELISA检测培养上清液中5-HT、NE、DA和BDNF浓度,通过葡萄糖氧化酶法检测葡萄糖浓度。

5

验证cAMP-CREB-BDNF信号通路蛋白表达

探究GLP-1保护作用的分子机制。

通过Western blot检测PKA、CREB、p-CREB、Trkb、p-Trkb和β-actin蛋白表达水平,并计算p-CREB/CREB、p-Trkb/Trkb和PKA/β-actin的比值。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基ProcellCM-M107
胎牛血清----
CCK-8试剂盒北京全式金生物技术有限公司--
Annexin V-PE凋亡检测试剂盒IBD Biosciences559763
Hoechst 33342染料----
碘化丙啶----
BDNF ELISA试剂盒Hulti Sciences (Lianke) Biotech, Co., Ltd.--
5-HT ELISA试剂盒Cusabio Technology Co., Ltd--
NE ELISA试剂盒Cusabio Technology Co., Ltd--
DA ELISA试剂盒Cusabio Technology Co., Ltd--
乳酸脱氢酶测定试剂盒南京建成生物工程研究所--
葡萄糖试剂盒南京建成生物工程研究所--
RIPA裂解液----
Easy II蛋白定量试剂盒北京全式金生物技术有限公司--
PVDF膜----
β-actin抗体Sino Biological--
PKA抗体Abcam--
CREB抗体Abcam--
p-CREB抗体Abcam--
Trkb抗体Abcam--
p-Trkb抗体Abcam--
多功能酶标仪(xMark™)Bio-Rad--
LSRFortessa流式细胞仪BD Biosciences--
共聚焦显微镜(TCS-SP5)Leica--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系HT22、培养基(高糖DMEM + 10% FBS)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Materials and methods, section 2.1
模型构建
CORT浓度(100、200 μM)和HG浓度(50 mM),处理时间(48 h)
阅读提示:Materials and methods, section 2.1; Results, section 3.1
GLP-1干预
GLP-1浓度(50 nM)和处理时间(48 h)
阅读提示:Materials and methods, section 2.1; Results, section 3.2
凋亡检测
Annexin V-PE和7-AAD染色、流式细胞仪型号、上机前孵育条件(4°C避光5 min)
阅读提示:Materials and methods, section 2.3
坏死检测
Hoechst 33342和PI染色浓度及孵育条件(4°C 30 min)、细胞接种密度(5×10^4 cells/mL)
阅读提示:Materials and methods, section 2.3.1
Western blot
一抗稀释比例、二抗孵育时间、蛋白上样量(未明确说明)
阅读提示:Materials and methods, section 2.6