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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种原因不明、以进行性认知功能障碍、行为和人格障碍等为主要临床特征的中枢神经系统疾病,其主要病理改变是以脑内β淀粉样蛋白(Aβ)沉积、Tau蛋白过度磷酸化、神经纤维缠结为特点所导致的神经元丢失、胆碱能功能降低,进而临床表现为持续渐进性认知功能丧失。延缓AD的进展,改善认知功能是药物研究的一个热点。开心散始见于唐·孙思邀《备急千金要方》,由“远志、人参、茯苓、菖蒲”组成,具有广泛的药理作用,特别是在促智抗衰老、抗氧化方面有明显的作用。但未见其对APP/PS1双转基因小鼠认知功能障碍的影响,因而不能确切阐明其抗AD的作用和相关作用靶点。研究发现,开心散的小肠吸收液及含药血清中的主要成分来自远志中的寡糖酯类成分,且开心散体外抗氧化作用与远志有关。远志具有安神益智之功效,对多种AD动物模型有改善学习记忆的作用,而远志寡糖酯也具有神经保护作用,因而推测远志及远志寡糖酯可能是开心散抗痴呆的重要药味和活性成分。本研究基于AD发病特点,从行为学、组织病理形态、CREB磷酸化水平、BDNF蛋白表达、Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化等方面观察开心散对APP/PS1双转基因小鼠认知功能障碍的影响及相关机制,并初步探讨远志及远志寡糖酯在复方中的作用。第一部分开心散全方、去远志开心散及远志寡糖酯改善APP/PS1双转基因小鼠认知障碍的研究本部分以APP/PS1双转基因小鼠为研究对象,连续灌胃给予开心散全方、去远志开心散和远志寡糖酯4个月,每天1次,应用Morris水迷宫、跳台仪观察各组小鼠的学习记忆能力;HE染色、尼氏染色和透射电镜观察各组小鼠海马神经元形态结构的变化。结果显示,在Morris水迷宫训练第五天时,与正常对照组小鼠比较,APP/PS1双转基因小鼠找到平台的潜伏期延长了 20%;与APP/PS1双转基因小鼠相比,阳性药多奈哌齐(0.75mg/kg)组小鼠找到平台潜伏期缩短了 20%;开心散低剂量(1.5g/kg)使APP/PS1双转基因小鼠找到平台的潜伏期缩短了 33%;去远志开心散高剂量(2.6g/kg)使APP/PS1双转基因小鼠找到平台的潜伏期缩短了 13.6%;远志寡糖酯低剂量(0.05g/kg)使APP/PS1双转基因小鼠找到平台的潜伏期缩短了 13.5%,但各组之间未见明显的统计学差异。在空间探索实验中,与正常对照组小鼠比较,APP/PS1双转基因小鼠首次穿过平台的时间显著延长(P<0.05),90s内穿过平台次数明显减少(P<0.05);与APP/PS1双转基因小鼠比较,开心散全方高剂量(3g/kg)能显著缩短APP/PS1双转基因小鼠首次穿台时间、增加其穿越平台次数(P<0.05);开心散全方低剂量(1.5g/kg)能显著缩短APP/PS1双转基因小鼠首次穿台时间(P<0.05),也可增加其穿越平台次数,但未见显著性差异;去远志开心散高剂量(2.6g/kg)可缩短APP/PS1双转基因小鼠首次穿台时间(P<0.05)。跳台法结果显示:与正常对照组相比,APP/PS1双转基因小鼠跳台潜伏期明显缩短(P<0.01),5min内跳下平台错误次数显著增加(P<0.01);与APP/PS1双转基因小鼠相比,开心散低剂量(1.5g/kg)可显著延长APP/PS1双转基因小鼠跳台潜伏期(P<0.01),明显减少错误次数(P<0.01);去远志开心散高、低剂量(2.6g/kg,1.3g/kg)和远志寡糖酯高、低剂量(0.1g/kg,0.05g/kg)也可延长APP/PS1双转基因小鼠跳台潜伏期,减少错误次数,但未见显著性差异。脑组织病理学检查显示,正常对照组小鼠海马神经元着色程度较均一,结构较完整,细胞膜、核膜较清晰;神经元数目较多,体积较大,核圆,核仁也较为明显。核内染色质均匀;线粒体、粗面内质网、高尔基复合体、核糖体结构正常。小鼠脑组织海马中尼氏小体呈现深蓝色,细胞核为淡蓝色。APP/PS1双转基因小鼠海马区神经元数量显著减少,细胞排列紊乱,多数神经元胞核呈现出固缩样;胞浆深染,细胞膜、核膜核膜凹陷或界限不清晰,核内染色质凝聚,线粒体肿胀,并伴有空泡变性浓缩现象;嵴溶解缺失或不清楚,胞浆内电子密度增高;粗面型内质网扩张,颗粒脱落,多聚核糖体解聚,高尔基复合体结构受损,排列不整齐。并且可见有坏死的神经元。神经元胞浆呈现深蓝色,尼氏小体界限不清,胞体有塌陷或是皱缩;胞核为椭圆形或三角形,被染成淡蓝色至深蓝色。各给药组APP/PS1双转基因小鼠海马神经元数量及结构均较APP/PS1模型组有不同程度的改善,如神经元数量增加,排列整齐紧密,胞核深染减轻,坏死神经元数目减少。仍有部分线粒体受损,内质网结构完整,核糖体丰富,个别动物核内有轻微的染色质凝聚。去远志开心散的作用弱于开心散全方。这些结果表明,开心散有改善APP/PS1双转基因小鼠学习记忆障碍和海马组织病理变化的作用。去远志开心散的作用弱于开心散全方,提示远志可能是开心散改善学习记忆障碍的重要药味,远志寡糖酯也有一定的改善病理损伤的作用,但其对学习记忆障碍的改善作用不显著,推测其可能与复方中其他成分协同产生作用。第二部分开心散全方、去远志开心散及远志寡糖酯改善APP/PS1双转基因小鼠认知功能的机制研究本部分按照前述给药方式,采用免疫组化方法检测开心散全方、去远志开心散及远志寡糖酯对APP/PS1双转基因小鼠大脑皮质Tau、p-Tau表达的影响以及Aβ生成的变化;采用Western Blot方法检测开心散全方、去远志开心散及远志寡糖酯对APP/PS1双转基因小鼠海马区p-CREB、CREB、BDNF表达水平的影响;采用透射电镜方法检测开心散全方、去远志开心散及远志寡糖酯对APP/PS1双转基因小鼠海马CA1区突触结构的变化。结果显示:与正常对照组相比,APP/PS1双转基因小鼠脑组织Tau蛋白异常磷酸化水平显著升高(P<0.01),Aβ生成量显著升高(P<0.01);与APP/PS1双转基因小鼠比较,阳性药多奈哌齐(0.75mg/kg)、开心散高、低剂量(3g/kg,1.5g/kg)、去远志开心散高剂量(2.6g/kg)、远志寡糖酯高、低剂量(0.1g/kg,0.05g/kg)可以使Tau蛋白异常磷酸化水平显著降低,Aβ生成量显著降低(P<0.05,P<0.01)。与正常对照组相比,APP/PS1双转基因小鼠海马区p-CREB/CREB 比值呈下降趋势,BDNF蛋白表达水平显著下降(P<0.05);与APP/PS1双转基因小鼠相比,阳性药多奈哌齐(0.75mg/kg)、开心散低剂量(1.5g/kg)、远志寡糖酯低剂量(0.05g/kg)可使APP/PS1双转基因小鼠p-CREB/CREB 比值呈现升高趋势,BDNF蛋白表达水平显著提高(P<0.05)。与正常对照组比较,APP/PS1双转基因小鼠海马神经元突触数量显著下降,突触间隙明显增大,突触界面曲率显著降低,突触PSD明显变薄(P<0.01);与APP/PS1双转基因小鼠比较,阳性药多奈哌齐(0.75mg/kg)、开心散低剂量(1.5g/kg)、远志寡糖酯低剂量(0.05g/kg)可显著增加AD模型小鼠突触数量,减少突触宽度,增加突触界面曲率,且使突触PSD显著增厚(P<0.01)。以上结果提示开心散改善APP/PS1双转基因小鼠学习记忆障碍的作用可能与其增加BDNF表达量、减少Aβ沉积、降低Tau蛋白异常磷酸化水平以及改善突触结构相关。去远志开心散的作用弱于开心散全方,且远志寡糖酯也具有一定的改善作用,因而推测远志及远志寡糖酯在开心散改善学习记忆中起到重要作用。