黄腐酚对阿尔茨海默病模型大鼠认知损害的神经保护作用及机制研究

发布时间：2017-09-20 13:32

  本文关键词：黄腐酚对阿尔茨海默病模型大鼠认知损害的神经保护作用及机制研究

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【摘要】：目的:阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种年龄相关的痴呆,也是目前神经退行性疾病及痴呆的最常见原因,以进行性的认知功能障碍、情感及行为改变为主要临床表现。随着我国老龄化社会的到来,该病发病率日趋上升,成为严重威胁老年人健康和生命的重大疾病。迄今为止,AD发病机制仍未完全明确,目前尚缺乏有效的治疗药物和方法,多种新型药物的产生也因临床试验的失败而使AD的治疗陷入停滞状态,开发治疗AD的新靶点、新药物成为AD研究的热点,也成为一个备受关注的社会问题。AD的发病机制目前仍未完全明确,但大量研究提示,由β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)在脑内过度沉积所致的氧化应激损伤在促进阿尔茨海默病发生及发展上起着重要的作用。该病理过程中产生的自由基和活性氧,可攻击蛋白质、核酸和生物膜,导致线粒体损伤和钙超载等现象,甚至引起细胞凋亡。沉默信息调节因子SIR2同源体1(Silent mating type information regulation homolog1,Sirt1)是近年来发现的一种抗氧化基因,在转录调节中发挥重要生物学功能。活化的NF-E2相关因子2(NF-E2-related factor 2,Nrf2)与下游抗氧化反应元件(antioxidant response element,ARE)是目前公认的机体抵抗内外界氧化和化学等刺激的防御性转导通路,它可启动二相解毒酶、抗氧化蛋白、蛋白酶体、分子伴侣等基因转录和表达以抵抗内外界的有害刺激。近期有研究表明,Sirt1可以通过影响Nrf2的转录活性从而促进Nrf2/ARE抗氧化通路的激活。AD发病早期,Sirt1、Nrf2含量增多以抵抗外界刺激,而随着AD病情的进展,Sirt1及Nrf2水平均显著下降,进一步造成组织抗氧化应激能力的减弱。因此,缓解AD发病过程中的氧化应激水平可能成为治疗AD的有效途径。近年来,天然物质的有效成分成为国内外争相研究的热点,人们希望从中研发出可缓解AD的药物。新近研究发现,啤酒中含有的一种成分啤酒花的雌花萃取物黄腐酚(xanthohumol,Xn)具有较强抗氧化活性,它具有预防老年痴呆的潜力,有望成为预防和治疗AD的有效药物,然而其具体的作用机制尚未被研究。本实验将Aβ_(1-42)寡聚体注射于大鼠的双侧海马CA1区从而建立AD动物模型,观察大鼠学习、记忆能力改变,海马CA1区椎体细胞的病理变化,氧化应激状态和Sirt1、Nrf2、HO-1在海马组织中的表达情况,同时应用Sirt1激活剂白藜芦醇(resveratrol,Res)作为对照,进一步探讨sirt1、nrf2之间的关系以及黄腐酚对AD模型的神经保护作用及可能机制,评价其改善认知的作用,为其应用于治疗阿尔茨海默病提供实验依据。方法:选取健康成年雄性SD大鼠60只,体重250±50g,按随机数字表法分为:假手术组(Sham group),假手术+黄腐酚组(Sham+Xn group),AD模型组(Aβ_(1-42) group),AD+黄腐酚组(AD+Xn)以及AD+白藜芦醇组(AD+Res),每组12只。在适应性饲养一周后,给予药物干预组黄腐酚1.86mg/kg静脉注射,白藜芦醇30mg/kg腹腔注射,假手术组和模型组给予等量溶剂,均每日一次。术前给药3周,继而应用脑立体定位仪分别将10ul凝聚态Aβ_(1-42)注射至大鼠双侧海马CA1区,建立AD动物模型,假手术组用同种方法将等量过滤后PBS注射至双侧海马CA1区,手术后继续给药12天。继而进行Morris水迷宫实验评估各组大鼠行为学的改变,HE染色观察海马CA1区神经元病理改变,分光光度法检测超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及丙二醛(MDA)含量。免疫组织化学染色法及Western Blot检测Sirt1、Nrf2及HO-1的蛋白表达水平。结果:1 Morris水迷宫实验:Sham组、Sham+Xn组、Aβ_(1-42)组、Aβ_(1-42)+Xn组及Aβ_(1-42)+Res组比较逃避潜伏期及穿越平台次数不同。与对照组相比,AD模型组穿越平台次数显著减少(P0.05),逃避潜伏期明显延长(P0.05)。给予黄腐酚、白藜芦醇处理后,与AD组相比,Aβ_(1-42)+Xn组及Aβ_(1-42)+Res组穿越平台次数明显增加(P0.05),逃避潜伏期明显缩短(P0.05),而后两组之间无明显差异(P0.05);2 HE染色:Sham组、Sham+Xn组海马CA1区神经元组织结构致密,排列整齐,胞体形态正常且均匀分布;而Aβ_(1-42)组海马CA1区神经元排列稀疏,变性神经元明显增多,表现为胞膜萎缩,胞内核固缩,染色质边集等;经黄腐酚、白藜芦醇干预后,海马CA1区椎体细胞数量增多,且形态和结构均有不同程度的恢复;3黄腐酚缓解氧化应激水平:与对照组相比,AD组海马组织SOD活力明显下降(P0.05),MDA含量明显增加(P0.05);而与AD组相比,Aβ_(1-42)+Xn组、Aβ_(1-42)+Res组海马组织SOD活力有所提升(P0.05),MDA含量有所下降(P0.05);Aβ_(1-42)+Xn组与Aβ_(1-42)+Res组间无明显差异(P0.05);4黄腐酚提升Sirt1、Nrf2、HO-1的表达:AD组与对照组相比,Sirt1、Nrf2和HO-1的阳性数目明显减少(P0.05),蛋白表达水平明显降低(P0.05);黄腐酚、白藜芦醇干预后,Sirt1、Nrf2和HO-1的阳性数目及蛋白表达水平均显著升高,且较AD组差异有统计学意义(P0.05)。Aβ_(1-42)+Xn与Aβ_(1-42)+Res组相比,无明显统计学意义(P0.05)。结论:1本实验采用向大鼠双侧海马区注射凝聚态Aβ_(1-42)成功模拟了AD的病理及行为学改变。2 Aβ_(1-42)可以引起海马神经元变性,海马区组织SOD活力下降、MDA水平明显上升;Sirt1、Nrf2和HO-1水平的表达下降,说明Aβ诱导的氧化应激参与AD的病理变化。3黄腐酚可以有效改善AD模型鼠的认知障碍,减轻神经元病理损伤,从而体现其对AD的神经保护作用,而在上述作用方面与白藜芦醇无明显差异。4黄腐酚增强了模型鼠海马SOD活力,降低了MDA水平,显著提升Sirt1、Nrf2、HO-1的表达,从而增强了组织抗氧化应激能力,降低其氧化应激水平,此作用可能是黄腐酚神经保护作用的机制之一。
【关键词】：黄腐酚 白藜芦醇 阿尔茨海默病 氧化应激 SIRT1 NRF2 HO-1
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R749.16;R-332
【目录】：

• 中文摘要4-7
• 英文摘要7-11
• 英文缩写11-12
• 前言12-14
• 材料与方法14-24
• 结果24-26
• 附图26-31
• 附表31-32
• 讨论32-36
• 结论36-37
• 参考文献37-41
• 综述 SIRT1在衰老相关性疾病中的研究进展41-52
• 参考文献48-52
• 致谢52-53
• 个人简历53

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本文编号：888362