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背景: 阿尔兹海默病(AD)足一种以学习记忆功能障碍为特征的神经退行性疾病。目前用于治疗AD的方法主要为药物治疗,如胆碱酯酶抑制剂和抗氧化剂等。近来研究发现,新型小分子化合物Stemazole具有促进神经干细胞增殖的作用,且对阿尔兹海默病大鼠有一定治疗效果。经化学结构改造,获得一系列Stemazole衍生物。本文就Stemazole衍生物进行了药效筛选,筛选可明显促进海马神经干细胞增殖的候选化合物,并对该化合物进行药理性质和体内作用研究,为阿尔兹海默病的新药开发提供新的方向。 目的: 1.提取和鉴定大鼠海马神经干细胞。 2.筛选可明显促进海马神经干细胞增殖的化合物,并探索药物的作用机制。 3.考察药物的抗氧化和胆碱酯酶抑制能力及对肝细胞的毒性。 4.建立D-半乳糖诱导小鼠学习记忆障碍模型,通过测量小鼠逃避潜伏期、原平台穿越次数、原平台所在区域游泳时间和路程,研究小鼠学习记忆能力改变。 5.考察D-半乳糖致学习记忆障碍小鼠肝脏、海马和纹状体组织的萎缩衰老情况,并测量上述组织中的SOD水平和MDA含量,研究药物对机体的抗衰老作用。 方法: 1.体外提取培养SD大鼠海马区的细胞,用细胞免疫荧光法鉴定原代培养神经干。传代细胞经血清诱导分化后,用细胞免疫荧光法鉴定分化细胞。 2.采用ATP法研究并筛选Stemazole衍生物,观察候选化合物不同浓度和时间作用后神经干细胞形态和增殖情况。 3.用ABTS法检测目标化合物的总抗氧化能力,Ellman法测定化合物对乙酰胆碱酯酶抑制IC50值,ATP法研究化合物对小鼠正常肝细胞的毒性。 4.每日颈部皮下注射D-半乳糖,建立小鼠学习记忆障碍模型,采用Morris水迷宫实验对实验小鼠进行行为学分析。 5.实验小鼠采血后处死,分离并称量肝脏、海马和纹状体组织,检测血清、海马和纹状体组织中的SOD水平和MDA含量。 结果: 1.体外提取的海马区细胞经细胞免疫荧光染色鉴定呈Nestin阳性,用血清诱导分化后,细胞免疫荧光染色鉴定呈GFAP阳性和Tubulin阳性,证明原代提取的细胞为神经干细胞,且具有分化能力。 2.细胞增殖实验结果发现,化合物DM-4促神经干细胞增殖效果最明显。同一时间该化合物对神经干细胞的促增殖作用与药物浓度大致呈“倒U”型关系,最大有效浓度为10 mM。作用时间延长,药物促神经干细胞增殖的效果越明显,显微镜下可观察到神经干细胞球半径增大,且数目增多。 3.总抗氧化能力检测结果显示,化合物DM-4的抗氧化能力是对照药水溶性维生素E(Trolox)的1.186倍,具有抗氧化活性;Ellman法检测乙酰胆碱酯酶抑制结果显示,与乙酰胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐相比,化合物DM-4对乙酰胆碱酯酶抑制效果很弱(IC50=1410.667μ M)。药物体外作用正常肝细胞毒性结果显示,随浓度增加,肝细胞生长抑制率上升缓慢,当浓度达到1000μ M时,抑制率小于50%,显示低毒性。 4.Morris水迷宫实验结果表明,与模型组比较,DM-4给药组小鼠的逃避潜伏期随训练天数增加明显缩短(P<0.01)。训练结束后,撤去平台,DM-4给药组小鼠穿越原平台次数、在第三象限游泳时间和游泳路程较模型组均增加(P<0.05)。 5.小鼠各脏器重量指数表明,与模型组相比,DM-4给药组小鼠肝脏、海马和纹状体重量指数均上升。血清、海马和纹状体组织的SOD水平和MDA含量检测发现,与模型组相比,DM-4给药组小鼠上述组织的SOD水平均明显上升(P<0.01),MDA含量均下降(P<0.05)。 结论: Stemazole衍生物DM-4具有促进神经干细胞增殖和抗氧化双重药理活性。体外促神经干细胞增殖实验表明,该化合物促增殖作用存在最大有效浓度,且随着作用时间增长,效果越明显。同时小鼠正常肝细胞毒性实验显示,该化合物具有低毒性的优点。D-半乳糖诱导小鼠学习记忆障碍模型也表明,化合物DM-4可改善疾病小鼠的学习记忆能力,并能清除体内氧自由基以抵抗衰老。因此,化合物DM-4有望成新型抗AD治疗药物,为临床治疗阿尔兹海默病提供新的研究方向。