人参皂苷Rg2抗阿尔茨海默病的作用及其机制研究

发布时间：2020-10-12 17:20

　　 阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是威胁人类健康的重大疾病。目前还没有理想的药物能够彻底治疗AD,因此,开发能够治疗AD的药物,越来越受到关注。天然药物具有多靶点、毒性小、来源广等优点,从天然产物中筛选抗AD的药物成为研究的热点。人参是一种名贵的中草药,有调神益智的功效,人参皂苷是人参中的主要活性成分,具有对神经系统的保护、抗肿瘤以及抗氧化等药理作用。因此,本研究从多种皂苷中筛选出具有抗AD活性的人参皂苷成分Rg2,并对其作用机制进行探讨,具体内容如下:1.人参皂苷Rg2保护Aβ_(25-35)诱导的PC12细胞损伤的作用用MTT法从多种皂苷中筛选出具有抗阿尔茨海默病的活性组分。用人参皂苷Rg2预保护PC12细胞24 h,然后加入Aβ_(25-35)损伤PC12细胞48 h。利用分光光度法和荧光光度法检测PC12细胞的LDH释放,细胞内Ca~(2+)浓度和ROS浓度变化;检测PC12细胞的凋亡率和Caspase-3活性。结果显示:Aβ_(25-35)对PC12细胞具有明显的损伤作用,LDH释放、钙离子浓度和ROS含量明显升高,细胞凋亡率上升,Caspase-3活性上升,人参皂苷Rg2在一定程度上抑制Aβ_(25-35)对PC12细胞的损伤。2.人参皂苷Rg2保护Aβ_(25-35)诱导的PC12细胞损伤的作用机制用Western blot检测PC12细胞内Bcl-2、Bax、Caspase-3、p-Akt和Akt蛋白表达。结果显示:Aβ_(25-35)下调Bcl-2的表达,上调Bax的表达,Bcl-2/Bax的比值下降;上调Caspase-3的表达;下调p-Akt蛋白表达,p-Akt/Akt比值降低;人参皂苷Rg2可以抑制Aβ_(25-35)导致的凋亡相关蛋白表达变化,LY294002会抑制人参皂苷Rg2的作用效果。说明人参皂苷Rg2预保护Aβ_(25-35)导致的PC12细胞损伤有显著的保护作用,可能与PI3K/Akt信号转导通路的激活有关。3.人参皂苷Rg2保护Aβ_(25-35)诱导的SD大鼠损伤的作用通过行为学和形态学实验,探讨人参皂苷Rg2对Aβ_(25-35)致大鼠损伤的影响。结果显示Aβ_(25-35)损伤的大鼠逃避潜伏期延长,穿过平台次数,有效区停留时间,平台停留距离/总路程都显著降低,人参皂苷Rg2各剂量组大鼠逃避潜伏期缩短,穿过平台次数,有效区停留时间,平台停留距离/总路程都明显增高,人参皂苷Rg2可以改善Aβ_(25-35)损伤的大鼠的空间学习记忆能力。HE和尼氏体染色结果显示,Aβ_(25-35)损伤的大鼠海马区神经元损伤,细胞数量明显减少,人参皂苷Rg2能够改善Aβ_(25-35)损伤的大鼠海马区细胞结构异常,维持神经元数目,从而对Aβ_(25-35)引起的海马神经元损伤起到保护作用。4.人参皂苷Rg2保护Aβ_(25-35)诱导的SD大鼠损伤的作用机制Western blot检测大鼠脑组织内Bcl-2,Bax,Caspase-3,p-Akt及Akt蛋白表达,采用HPLC-MS-MS检测大鼠脑内单胺类神经递质的含量。结果显示Aβ_(25-35)损伤的大鼠Bcl-2的表达下调,Bax的表达上调,Bcl-2/Bax的比值下降;Caspase-3的表达上调;p-Akt蛋白表达下调,p-Akt/Akt比值降低;人参皂苷Rg2可以抑制Aβ_(25-35)导致的凋亡相关蛋白表达变化。Aβ_(25-35)损伤的大鼠中DA、5-HT及其代谢产物5-HIVV的含量显著降低(p0.01),人参皂苷Rg2低中高剂量组中DA、5-HT及其代谢产物5-HIVV的含量,在一定程度上有所增加,人参皂苷Rg2高剂量组作用效果最明显,DA含量显著增加(p0.05)、5-HT含量显著增加(p0.01),5-HIVV的含量有升高趋势,但是无统计学意义。综上所述,本论文从体外和体内实验表明了人参皂苷Rg2具有抗阿尔茨海默病的作用,对神经细胞的保护作用可能与PI3K/Akt信号转导通路的激活有关,人参皂苷Rg2还可能通过调节单胺类神经递质的含量改善大鼠的学习记忆能力。研究结果为寻找防治AD药物提供新资源,为利用天然药物抗AD提供了新思路。
【学位单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R285.5
【部分图文】：

图 1.1APP 水解途径enzyme，ECE）降解[12]。Aβ 可以通过细胞自噬和自噬-溶酶体途径（autophagy-lysosome pathway，ALP）进行降解[13]。形态学显示 Aβ 可能是一个自噬底物，需要神经细胞自噬介导清除[14]。Bclin1 是启动自噬过程的重要调节物，Bclin1 基因缺陷能够阻断细胞自噬、自噬溶酶体降解并改变 APP 代谢，降低 Aβ 的清除率[15]；Atg5，ATG12 和 LC3 的巨自噬标志物与老年斑和神经纤维缠结有关[16]，这些说明自噬作用有清除有害的 Aβ 寡聚体的作用。Aβ 还可以通过血脑屏障（Blood-brain barrier，BBB）和血脑脊液屏障（blood-cerebrospinal fluid barrier，BCSFB）转运出脑，但主要是通过血脑屏障转运出脑。调节 Aβ 进出大脑和血液系统，穿过 BBB 最主要的蛋白受体是，低密度脂蛋白受体相关蛋白-1（low-densitylipoprotein receptor-related protein-1，LRP-1）、P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）和高级糖基化终产物受体（receptor for advanced glycation endproducts，RAGE）[17]，LRP 可以调节 Aβ 从脑内向外周运输，RAGE 可调节外周的 Aβ 流回脑内[18]。LRP-1、 P-gp 和 RAGE 液也存在于 BCSFB 中，Aβ 可以经非特异性脑间质液泵

图1.2AD的发病机制假说图将主要的AD发病机制通路概括，如图1.2，可以看出这些通路是多重交叉互相影响的，并不是单一起作用，而是多因素导致AD的形成。所以阿尔茨海默病确切的发病机制十分复杂，迄今为止仍是未解之谜。1.2 治疗阿尔茨海默病的药物研究进展阿尔茨海默病的发病机制非常复杂，目前市场上用于 AD 治疗的药物主要是针对 AD 相关症状的，主要为以下几种：1.2.1 胆碱酶抑制剂（ChEI）ChEI 是使用最广泛的治疗 AD 的药物，FDA 批准的 5 种治疗 AD 的药物中，有 4 种属于该类药物：他克林、多奈哌齐、利斯的明和加兰他敏。石杉碱甲是国内研发的 ChEI 类药物，如图 1.3。

图 1.3 胆碱酯酶抑制剂他克林是 1993 年获批准用于治疗 AD 的药物，在一项为期 30 周的临床实验中，有 55%病人产生不良反应，由于他克林对肝脏毒性太大，而不再使用。多奈哌齐是 1996 年上市治疗 AD 的药物，用于治疗轻、中度 AD。多奈哌齐可以改善轻中度 AD 患者的认知能力，减轻 Aβ 神经毒性，中度 AD 患者给予高剂量效果比较好，但研究结果存在争议[94]。多奈哌齐与他克林相比，无肝毒性，是目前治疗轻中度 AD 的首选药物。但也有报道服用多奈哌齐有恶心、呕吐、腹泻等不良反应。利斯的明是 2000 年获 FDA 批准上市，属于一种假性不可逆乙酰胆碱酶抑制剂，用于治疗轻、中度 AD。利斯的明可以减少 AD 患者脑脊液中 BuChE，改善 AD 患者的认知功能[95]，不依赖肝细胞色素 P450 酶系代谢，不会造成肝损伤[96]，与多奈哌齐疗效相当，常见不良反应是肠道症状及昏睡、疲劳等。加兰他敏是 2001 年获 FDA 批准上市，是 ChEI 可逆性竞争性抑制剂，也是烟碱受体调节剂。氢溴酸加兰他敏可以穿过血脑屏障，提高脑内 Ach 浓度，
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本文编号：2838056