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目的: 研究清心开窍方对APP/PS1双转基因小鼠空间学习和记忆能力的影响,以及对海马CA1区神经元形态学结构、胰岛素信号通路相关因子PI3K、Akt、GSK3α和βAPP表达的改变,探讨其发挥作用的可能机制。 方法: 取100只APP/PS1双转基因小鼠,3月龄,雄性,随机分为5组:模型组、盐酸多奈哌齐组(1.67mg/kg/d)、清心开窍方高剂量组(19g/kg/d),清心开窍方中剂量组(9.5g/kg/d),清心开窍方低剂量组(4.75g/kg/d),另取20只同月龄同性别同背景的C57BL/6J小鼠作为对照组。每组分别予对应的药物进行灌胃治疗,对照组、模型组予等体积的生理盐水,每天1次,连续灌胃12周。采取Morris水迷宫方法评估各组小鼠空间学习和记忆能力;硫黄素T染色法观察小鼠脑内老年斑的沉积情况;透射式电子显微镜、尼氏染色法观察小鼠海马CA1区神经元超微结构及其形态学的改变;免疫组织化学染色法检测PI3K、Akt、GSK3α及βAPP在小鼠海马CA1区神经元中的表达情况;Western Blot法检测小鼠海马区PI3K、Akt、GSK3α及βAPP的蛋白表达情况;qRT-PCR法检测小鼠海马区PI3K、Akt、GSK3α及βAPP 的mRNA表达情况。 结果: 1. APP/PS1双转基因小鼠的基因型鉴定: 所有APP/PS1双转基因小鼠均能扩增出APP、PS1基因片段,因此,认为该小鼠符合实验要求,可进行后续实验。 2. Morris水迷宫 模型组APP/PS1双转基因小鼠逃避潜伏期延长,穿台次数以及在目标象限所停留的时间、路程百分比均明显减小(P<0.01);经药物干预后,各治疗组小鼠的逃避潜伏期明显缩短,穿台次数以及在目标象限停留时间、路程百分比均有不同程度的升高(P<0.05;P<0.01);与盐酸多奈哌齐组比较,清心开窍方高、中、低剂量组逃避潜伏期稍延长,穿台次数以及在目标象限停留时间、路程百分比均较减小,其中,高剂量组结果最为接近且差异无统计学意义(P>0.05)。可见清心开窍方对APP/PS1双转基因小鼠的学习记忆能力有一定的改善作用。 3. 透射电镜 模型组小鼠海马CA1区神经元细胞出现核固缩,染色质凝集,核膜呈分叶状凹陷;细胞体积缩小,胞质内结构空旷,粗面内质网明显减少,游离核糖体解聚严重,可见少量扩张的高尔基复合体和线粒体,线粒体嵴结构呈空泡样变性;经药物干预后,清心开窍方干预组损伤的神经元结构得到明显改善,可见核膜较为清晰,游离核糖体丰富,线粒体数量增多,嵴结构基本完整。 4. 尼氏染色 模型组小鼠海马CA1区可见锥体细胞数量减少,尼氏体结构异常,细胞排列疏松、错乱,着色较浅;经药物干预后,清心开窍方高、中剂量组和盐酸多奈哌齐组的海马CA1区锥体细胞数量明显增多,尼氏体结构基本正常,细胞排列较整齐,且着色较深。 5. 硫磺素T染色 模型组小鼠海马区淀粉样蛋白阳性颗粒明显增多(P<0.01);与模型组比较,各治疗组淀粉样蛋白显著减少(P<0.01),其中盐酸多奈哌齐组表达最少;与盐酸多奈哌齐组比较,清心开窍方各组淀粉样蛋白均有不同程度的增加(P<0.01),其中高剂量组淀粉样蛋白阳性颗粒表达最少。 6. 清心开窍方对胰岛素信号通路相关因子PI3K、Akt、GSK3α和βAPP表达的影响 免疫组化结果显示:模型组APP/PS1双转基因小鼠海马CA1区神经元PI3K、Akt阳性颗粒表达较正常组明显下降(P<0.01),GSK3α、βAPP阳性颗粒表达明显增加(P<0.01);经药物干预后,清心开窍方高、中、低剂量组小鼠PI3K、Akt阳性颗粒表达增加(P<0.05,P<0.01),GSK3α、βAPP表达减少(P<0.05, P<0.01)。用WB及qRT-PCR法检测PI3K、Akt、GSK3α和βAPP的蛋白和mRNA表达水平,结果与免疫组化一致。 结论: 1.清心开窍方能够有效改善APP/PS1双转基因小鼠的空间学习和记忆能力; 2.清心开窍方可以降低APP/PS1双转基因小鼠海马区神经元的损伤,减少脑内老年斑沉积; 3.清心开窍方能够介导PI3K/Akt/GSK3α信号通路,促进PI3K、Akt表达,抑制GSK3α表达,从而减少βAPP的生成。 4.清心开窍方高、中、低剂量组均有不同程度的抗AD作用,其中高剂量组疗效最明显。