AA和DHA对海马神经细胞生长发育的影响

脑组织磷脂中的结构和功能物质主要是长链多不饱和脂肪酸，其中最重要的是花生四烯酸（AA）和二十二碳六烯酸?DHA?。AA和DHA对于大脑和视网膜的发育及功能均具有重要作用，诸多研究显示，AA、DHA与人类学习、记忆和神经系统发育有关，但二者对神经细胞的共同作用及其作用环节尚不清楚。我们在2000年6月至2001年6月间采用B27无血清培养液培养新生大鼠海马神经细胞，以期通过体外实验探讨AA和DHA对神经细胞生长发育的共同影响。采用方法为：无血清培养液中分别加入不同剂量的AA和?或?DHA，采用噻唑蓝比色试验?MTT法?反映各组海马神经细胞存活状况，神经元特异性烯醇化酶?NSE?染色鉴定神经细胞，图像分析技术测量神经细胞的胞体大小和突起长度。AA和DHA主要存在于细胞膜磷脂中，与细胞膜的流动性及功能发挥密切相关，二者占人脑磷脂的30％以上，是脑细胞结构的物质基础，与学习、记忆和视功能密切相关。Birch等研究发现，以同时添加AA、DHA的配方奶粉?分别占总脂肪酸0．72％和0．36％?喂养足月儿，其智力发育指数高于对照组7分，比单一补充DHA增加了3分。韩宏裕等研究发现，含有比值为1．5∶1的AA和DHA强化配方奶粉可促进早产儿的生长和大脑、视网膜发育，使之达到与母乳喂养早产儿相近的身长、体质量和头围，以及相近的认知功能和视功能。这些结果表明，AA和DHA的补充可能对人类生命早期神经细胞的生长发育具有促进作用。近年一些细胞水平的研究表明，AA具有促进海马神经细胞存活和长突起神经细胞生长的作用，DHA通过促进神经细胞蛋白质的合成而促进神经细胞的生长发育，但在细胞水平，AA和DHA对神经细胞的共同作用和影响尚未见研究报道。该实验以无血清培养液培养的海马神经细胞为模型，以不同浓度AA或DHA，以及不同比例的AA、DHA干预体外培养的海马神经细胞，采用MTT比色试验、NSE染色法和图像分析技术等方法，从细胞水平上探讨AA、DHA对神经细胞生长发育的共同影响。MTT比色试验是一种常用于检测细胞存活和生长的实验方法，无血清培养液具有抑制神经胶质细胞生长的作用，因而可以纯化神经细胞。NSE是神经细胞分化成熟的特异性标志酶，采用NSE染色法可以特异地鉴定神经细胞。由NSE染色法结果可见，本实验用无血清培养液培养细胞获得了较纯的神经细胞?95％以上?，同时，染色图片输入全自动图像分析系统，测量神经细胞胞体大小和突起长度，从而定量地反映AA、DHA共同对海马神经细胞的细胞学效应。该项研究结果显示，一定浓度的AA或DHA具有促进培养海马神经细胞存活的作用，与许多研究报道一致。研究中发现，AA或DHA对培养海马神经细胞存活作用的最佳有效浓度均为4μmol／L。不同比例的AA和DHA对培养海马神经细胞生长发育作用的结果显示，当无血清培养液中添加AA和DHA的总浓度为4μmol／L，比例为2∶1和4∶1组的海马神经细胞的活力、胞体面积、最大长径、最大短径以及平均突起长度均高于单独添加AA、DHA和对照组。由此表明，与单一添加AA或DHA相比，AA和DHA的适宜比例具有更好的促进海马神经细胞生长发育的作用。神经发育最重要的步骤之一是形成细胞间连接的庞大网络。神经突触作为大脑神经活动微观联络枢纽，反映到功能上表现为脑神经功能发育逐渐成熟，宏观上可能增强机体高级学习能力。海马与大鼠空间记忆以及海马分支程度与海马突触密切相关。海马神经细胞活力增强、胞体的增大、突起的生长和延长，可以增加海马区突触的密度，加速神经细胞之间枢纽的形成。因而，AA和DHA对海马神经细胞的细胞学效应，可看做是AA、DHA提高智力、增强学习能力的细胞形态学基础。该研究进一步说明了AA和DHA的同时补充，对神经系统的发育和功能具有重要意义。