2. 沈阳医学院公共卫生学院;
3. 沈阳医学院药理教研室
阿尔茨海默病 (Alzheimer's disease,AD) 是一种常见的神经退行性疾病,随着人口老龄化,AD发病率逐年上升,目前65岁以上人群AD发病率约为5%,而85岁以上人群中AD发病率则上升到20%,到2050年,AD发病率可能增加2倍[1]。AD严重危害着老年人的身心健康和生活质量,给家庭和社会带来了沉重的经济及精神负担,已成为严重社会问题。AD主要临床表现为全面的认知障碍、行为异常和社交障碍,逐渐丧失独立生活能力。研究表明AD的发病机制主要有细胞外沉积的以β淀粉样蛋白为核心的老年斑、神经元内出现的神经原纤维缠结、神经元大量丢失以及反应性胶质细胞活化等[2-3]。临床治疗AD的药物仅有以多奈派齐为代表的胆碱酶抑制剂和以美金刚为代表的N-甲基-D-天冬氨酸 (N-methyl-D-aspartic acid,NMDA) 受体拮抗剂。因此,研发新的治疗AD药物具有重要的临床意义。本研究以快速老化 (senescence-accelerated mouse prone 8, SAMP8) 小鼠为模型,探讨水飞蓟宾对AD的干预作用及机制,旨在为AD的临床治疗提供依据。结果报告如下。
1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器水飞蓟宾葡甲胺片 (湖南协力药业有限公司),50 mg/片;谷胱甘肽 (glutathione,GSH)、超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase,SOD)、丙二醛 (malondialdehyde,MDA) 酶联免疫法 (enzyme linked immunosorbent assay,ELISA) 试剂盒 (上海邦亦生物公司);新物体辨别实验装置 (自制);Y迷宫装置,Morris水迷宫装置 (成都泰盟软件有限公司)。
1.2 实验动物13周龄雄性SAMP8小鼠40只,抗快速老化小鼠 (senescence accelerated mouse resistant 1, SAMR1) 小鼠10只 (北京维通利华实验动物技术有限公司),动物生产许可证号:SCXX (京)2011-0012;环境温度22~24 ℃,湿度 (60±10)%,自由摄食饮水,12 h循环光照,适应性喂养1周后开始实验。
1.3 分组与处理实验设5组,每组10只;对照组:SAMR1小鼠 (灌胃给予生理盐水),模型组:SAMP8小鼠 (灌胃给予生理盐水),水飞蓟宾低、高剂量组:SAMP8小鼠 (分别灌胃给予水飞蓟宾100、200 mg/kg),阳性对照组:SAMP8小鼠 (灌胃给予美金刚2.6 mg/kg)。每天1次,连续6周;采用新物体辨别装置、Y迷宫及Morris水迷宫进行行为学测试;麻醉处死小鼠,断头取脑,将海马组织置于液氮中速冻,-80 ℃冰箱保存。
1.4 指标与方法 1.4.1 新物体辨别实验新物体辨别实验装置为一木制的正方形开放箱。(1) 适应环境阶段:将每只小鼠放在测试箱内自由探索5 min,每天1次,共2 d;(2) 训练阶段:先将小鼠放实验装置中自由探索3 min以适应环境,将2个完全相同的物体置于装置内与一侧壁平行,将小鼠背对物体放入测试箱,记录5 min内探索2物体的时间;(3) 测试阶段:1 h后,将其中一物体换成一个新物体,将小鼠再次放入,记录探索2物体所用时间,计算优先指数。
1.4.2 Y迷宫实验Y迷宫实验装置由3个夹角为120°的支臂组成,分别为A、B、C臂。实验时将小鼠放入实验装置的中央,让其自由出入3个臂,记录小鼠5 min内进入3个臂的总次数以及进A、B、C 3个臂的顺序;以连续进入3个不同的臂为一次正确交替反应,记录正确交替反应次数。自发交替反应率 (%)=正确交替反应次数/(N-2)×100,N为进壁总次数。
1.4.3 水迷宫实验水迷宫实验装置为一个直径100 cm白色圆形水池及一个直径约10 cm的安全台。采用定向航行实验,将小鼠从不同入水口放入水中,电脑同时进行数据采集并记录其找到安全台的时间 (逃避潜伏期),动物在安全平台停留10 s后采集自动停止;数据采集时间为60 s,每天训练2次,连续训练5 d,取第5天数据作为逃避潜伏期。
1.4.4 小鼠海马组织氧化应激指标检测采用ELISA法,取小鼠海马组织10 mg加入150 μL磷酸盐缓冲液 (phosphate buffered saline,PBS) 溶液中,组织匀浆;3 500 g离心10 min后,取上清液。按照ELISA试剂盒说明书操作,检测海马组织中丙二醛、GSH、SOD水平。
1.5 统计分析计量资料采用x±s表示,应用SPSS 17.0软件进行统计分析,组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用最小显著差法,P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 水飞蓟宾对SAMP8小鼠体重及肝指数影响 (表 1)| 表 1 水飞蓟宾对SAMP8小鼠体重及肝指数影响 (x±s,n=10) |
结果显示,与对照组比较,模型组小鼠体重和肝指数无明显变化 (P>0.05);与模型组比较,各剂量水飞蓟宾组及阳性对照组小鼠体重和肝指数无明显变化 (P>0.05)。
2.2 水飞蓟宾对SAMP8小鼠学习记忆能力影响 (表 2)| 表 2 水飞蓟宾对SAMP8小鼠学习能力影响 (x±s,n=10) |
新物体辨别结果显示,与对照组比较,模型组小鼠优先指数明显下降 (P < 0.01);与模型组比较,水飞蓟宾与阳性对照组小鼠优先指数明显升高 (P < 0.05)。Y迷宫结果显示,与对照组比较,模型组小鼠自发反应交替率明显减低 (P < 0.01);与模型组比较,水飞蓟宾与阳性对照组小鼠自发反应交替率明显升高 (P < 0.05)。Morris水迷宫结果显示,与对照组比较,模型组小鼠逃避潜伏期明显延长 (P < 0.01);与模型组比较,水飞蓟宾与阳性对照组小鼠逃避潜伏期明显缩短 (P < 0.01)。
2.3 水飞蓟宾对小鼠海马组织氧化应激指标影响 (表 3)| 表 3 水飞蓟宾对小鼠海马组织氧化应激相关指标影响 (x±s,n=10) |
与对照组比较,模型组小鼠海马组织中GSH、SOD水平明显降低 (P < 0.01),丙二醛含量升高 (P < 0.05);与模型组比较,水飞蓟组小鼠海马组织中GSH、SOD水平明显升高、丙二醛含量下降 (P < 0.05),阳性对照组小鼠海马组织中GSH、SOD水平与丙二醛含量无明显变化 (P>0.05)。
3 讨论水飞蓟宾是从水飞蓟的种皮中提取的黄酮类化合物,用于治疗各类肝胆疾病已有多年历史且不良反应少[4]。近年来大量研究显示,水飞蓟宾除可用于急慢性肝病的治疗外,对肾脏、肺组织、中枢神经系统及皮肤等组织器官同样具有保护作用[5]。研究发现,水飞蓟宾可显著改善侧脑室注射Aβ25-35小鼠学习记忆障碍,并降低脑内炎症因子水平[5-6];通过调节线粒体途径抑制帕金森病模型小鼠脑内神经元凋亡,发挥神经保护作用[7]。水飞蓟宾发挥神经保护作用可能与减低炎症因子表达和氧化应激相关。
SAM鼠是20世纪竹田俊男从遗传群AKR/J系小鼠中通过表型选择培育出的快速老化模型,主要有快速老化的P系和抗快速老化的R系。SAMP8小鼠由于具有典型的行动反应迟缓、被毛光泽差、脱毛等老化及学习记忆功能衰退的症状,是评价老化关联疾病和药物改善学习记忆机能的公认动物模型之一[8]。氧化应激是机体内产生自由基 (氧化) 和氧化防御 (抗氧化) 作用失衡,产生大量氧化中间产物,造成氧化性损害。研究显示,AD患者脑内线粒体功能紊乱,线粒体损伤后释放大量超氧自由基,造成氧化应激损伤。随着年龄增长,脑内氧化应激加剧,这可能是中枢神经退行性疾病的共同病理生理基础[9]。本研究结果显示,与模型组比较,水飞蓟宾组小鼠优先指数与自发反应交替率明显升高、逃避潜伏期明显缩短,小鼠海马组织中GSH、SOD水平升高、丙二醛含量下降。提示,水飞蓟宾可改善快速老化小鼠的学习记忆能力 (包括视觉辨别能力及空间识别能力),其机制可能与水飞蓟宾提高小鼠机体抗氧化能力有关。
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2017, Vol. 33


