中药复方金思维对AD小鼠早期脑葡萄糖代谢的作用机制研究

发布时间：2018-03-25 22:18

本文选题：阿尔茨海默病　切入点：中药复方金思维　出处：《北京中医药大学》2017年博士论文

【摘要】：目的阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种年龄相关的进行性神经变性疾病,其特征在于记忆和认知功能的进行性衰退,以及行为和性格的变化。多项研究指出AD早期阶段表现脑葡萄糖代谢的异常,且在认知能力下降之前已经存在,可能是AD临床无症状早期发展的关键病理改变。金思维是中药复方专利制剂,由补肾、化痰、益气和活血药物组成,包括肉苁蓉、人参、石菖蒲、郁金等。前期研究结果表明金思维可以改善和延缓AD患者记忆衰退,但对AD早期阶段的具体治疗靶点未有研究。本研究通过观察中药复方金思维对AD小鼠脑葡萄糖代谢损伤的影响,探讨金思维治疗AD早期阶段的作用靶点,为金思维早期治疗AD提供实验依据。材料和方法1.采用3月龄APP/PS1双转基因小鼠为AD模型小鼠,将其随机分为5组,分别为模型组、多奈哌齐组、金思维大、中、小剂量组。同窝C57/BL6J小鼠为正常对照组。多奈哌齐组予盐酸多奈哌齐(0.92mg/kg/d)灌胃;金思维大剂量组予金思维(20g/kg/d)灌胃;金思维中剂量组予金思维(lOg/kg/d)灌胃;金思维小剂量组予金思维(5g/kg/d)灌胃;正常对照组和模型组予等体积0.5%CMC灌胃。1次/日,连续灌胃3个月。2.应用Morris水迷宫和跳台检测中药复方金思维治疗3个月后小鼠行为学变化,评价中药复方金思维对AD小鼠空间学习和记忆能力的影响。3.运用透射电子显微镜观察中药复方金思维治疗3个月后,AD小鼠海马CA1区神经元和突触超微结构的改变,评价中药复方金思维对AD小鼠神经元、突触结构和数量的影响。4.通过Micro-PET检测中药复方金思维治疗3个月后AD小鼠颞叶、顶叶、额叶和海马的脑葡萄糖摄取情况。5.运用免疫组织化学、Western-blot和RT-PCR方法从蛋白水平和mRNA水平上观察AD小鼠海马GLUT1、GLUT3和胰岛素信号转导通路相关蛋白PI3K、Akt、p-GSK3β、p-mTOR的表达,评价中药复方金思维对脑葡萄糖转运和胰岛素信号转导通路的影响。实验结果1.中药复方金思维对AD小鼠空间学习和记忆能力的影响在Morris水迷宫隐藏平台实验中,各组小鼠逃避潜伏期随训练次数增加均呈下降趋势。与正常对照组相比,模型组从第1天到第5天逃避潜伏期均有明显延长(P0.01)。与模型组相比,各治疗组第1-2天无差异(P0.05),第3天金思维小剂量逃避潜伏期缩短(P0.05),第4-5天,各治疗组均有缩短或者明显缩短(P0.01或P0.05)。各组小鼠在寻找潜藏平台的游泳距离随训练次数的增加而有所减少。和正常对照组相比,模型组从第1天到第5天逃游泳距离均有减少(P0.01或P0.05)。与模型组相比,第1-2天,各治疗组无统计学差异(P0.05);第3天,金思维各剂量组游泳距离缩短(P0.01或P0.05);第4-5天,各治疗组均有减少或者明显减少(P0.01或P0.05)。在Morris水迷宫空间探索实验中,与正常对照组相比,模型组小鼠120s内穿越平台次数和目标象限停留时间显著减少(P0.01);与模型组相比,各治疗组目标停留时间均增加(P0.01或P0.05),金思维中、小剂量组穿越平台次数增加(P0.05)。在小鼠跳台测试中,与正常对照组相比,模型组小鼠经过训练后错误次数明显增加(P0.01)。与模型组相比,多奈哌齐组和金思维中剂量组错误次数减少(P0.05),金思维小剂量组错误次数明显减少(P0.01)。比较各组小鼠训练后潜伏期,与正常对照组相比,模型组潜伏期明显缩短(P0.01);与模型组比,金思维各组潜伏期均有延长或者明显延长(P0.01或者P0.05),多奈哌齐组无差异(P0.05)。2.中药复方金思维对AD小鼠神经元和突触超微结构影响电镜观察正常对照组小鼠海马CA1区神经元和突触结构均正常。模型组小鼠海马CA1区神经元的细胞核形态不规则,电子密度增高,染色质边集,高尔基体肿胀,部分线粒体变性,可见明显增多的脂褐素,神经毡内突触数量减少、结构不清晰。中药复方金思维可使神经毡内的突触数量增加,并使神经元和突触结构有不同程度的改善。3.中药复方金思维对AD小鼠脑葡萄糖摄取的影响Micro-PET定量分析各组小鼠在兴趣区的脑葡萄糖摄取率,模型组小鼠在四个兴趣区的脑葡萄糖摄取率平均值均比正常对照组减少。与模型组相比,金思维中、小剂量组和多奈哌齐组小鼠脑葡萄糖摄取率平均值均增加,而金思维大剂量组摄取率平均值与模型组相比无较大差异。4.中药复方金思维对AD小鼠脑葡萄糖转运和胰岛素信号转导通路的影响Western blot检测海马GLUT1蛋白表达。与正常对照组相比,模型组小鼠海马GLUT1的蛋白表达明显减少(P0.01);与模型组相比,多奈哌齐组和金思维中剂量组小鼠海马GLUT1蛋白表达明显增加(P0.01),金思维大剂量和金思维小剂量组小鼠海马GLUT1蛋白表达增加(P0.05)。免疫组织化学染色后,可见海马CA1区阳性反应细胞胞膜着色。与正常对照组相比,模型组小鼠海马CA1区GLUT1阳性细胞明显减少(P0.01);与模型组小鼠相比,各治疗组GLUT1阳性细胞数均明显增加(P0.01)。Western blot检测海马GLUT3蛋白表达。与正常对照组相比,模型组小鼠海马GLUT3的蛋白表达明显减少(P0.01);与模型组相比,多奈哌齐组、金思维大、中剂量组小鼠海马GLUT3蛋白表达增加(P0.05)。Western blot检测海马PI3K蛋白表达。与正常对照组小鼠相比,模型组小鼠海马PI3K的蛋白表达明显减少(P0.01);与模型组相比,多奈哌齐组小鼠海马PI3K蛋白表达增加(P0.05),金思维大、中剂量组蛋白表达增加或明显增加(P0.05或P0.01)。Western blot检测海马Akt蛋白表达。与正常对照组相比,模型组小鼠海马Akt的蛋白表达明显减少(P0.01);与模型组相比,金思维大剂量组Akt蛋白表达增加(P0.05),多奈哌齐组和金思维中剂量组小鼠海马Akt蛋白表达明显增加(P0.01)。免疫组织化学染色后,可见海马CA1区阳性反应细胞胞浆着色。与正常对照组相比,模型组小鼠海马CA1区Akt阳性细胞明显减少(P0.01);与模型组小鼠相比,各治疗组小鼠海马CA1区Akt阳性细胞增加(P0.01)。Western blot检测海马p-GSK3β蛋白表达。与正常对照组相比,模型组小鼠海马p-GSK3β的蛋白表达明显减少(P0.01);与模型组相比,金思维大、小剂量组小鼠海马P-GSK3β蛋白表达增加(P0.05),多奈哌齐组和金思维中剂量组p-GSK3β蛋白表达明显增加(P0.01)。Western blot检测海马p-mTOR蛋白表达。与正常对照组相比,模型组小鼠海马p-mTOR的蛋白表达明显增多(P0.01);与模型组小鼠相比,多奈哌齐组、金思维大和小剂量组小鼠海马p-mTOR蛋白表达减少(P0.05),金思维中剂量组蛋白表达明显减少(P0.01)。RT-PCR检测PI3K和Akt mRNA的表达。与模型组小鼠相比,正常对照组PI3K和Akt mRNA表达平均值增高,治疗各组PI3K和Akt mRNA也有不同程度的增高。结论中药复方金思维可以通过改善AD小鼠在特定脑区的葡萄糖摄取率,增加葡萄糖转运、修复受损胰岛素信号通路,从而改善AD小鼠早期存在的脑葡萄糖代谢损伤,同时可以维护神经元和突触结构功能,进而提高AD小鼠早期阶段空间学习和记忆保持能力。
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【学位授予单位】：北京中医药大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R285.5

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