阿魏酸钠对慢性脑低灌注大鼠认知功能与海马AD样病理改变的影响

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目的:慢性脑低灌注(chronic cerebral hypoperfusion,CCH)在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)和血管性痴呆(vascular dementia,VD)的发病过程中起着重要作用。慢性脑低灌注导致认知功能损害的机制不仅与能量代谢障碍、神经元电活动异常、氧化应激、自由基损伤等病理改变有关,淀粉样肽级联反应、tau蛋白病理和脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)的改变也起了关键作用。阿魏酸钠(sodium ferulate,SF)是阿魏酸(ferulic acid,FA)的钠盐,其作用包括调节造血和免疫功能、抑制炎症反应、抑制肿瘤细胞增殖、神经保护等。因此,本课题以双侧颈总动脉结扎(two-vessel occlusion,2VO)术制作慢性脑低灌注动物模型,检测阿魏酸钠对慢性脑低灌注大鼠认知功能与海马AD样病理改变的影响,探讨阿魏酸钠对慢性脑低灌注大鼠所致的认知功能损害的保护作用及可能的分子机制。方法:采用成年清洁级雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,将实验动物随机分为三组:假手术+生理盐水组(SHAM-NS组),双侧颈总动脉结扎+生理盐水模型组(2VO-NS组),双侧颈总动脉结扎+阿魏酸钠组(2VO-SF组)。术后第二周开始进行药物干预,治疗组给予50mg/kg阿魏酸钠腹腔注射,假手术组与模型组给予等体积的生理盐水,每日一次,连续四周。药物干预结束后,采用物体识别实验、Morris水迷宫实验评估大鼠的识别记忆和空间学习记忆能力;采用HE染色观察海马组织形态改变;采用ELISA法检测海马中Aβ4O和Aβ42的含量;采用Western blot检测海马中Aβ的限速酶BACE1、磷酸化tau蛋白及相关蛋白激酶的表达。采用Western blot检测海马组织中p-ERK1/2、p-CREB、BDNF的表达。结果:术后五周模型组大鼠出现了识别记忆能力下降和空间学习记忆能力的减退,而阿魏酸钠可以改善慢性脑低灌注大鼠的识别记忆能力和空间学习记忆能力,减轻海马神经元损伤,进一步减少海马中Aβ40、Aβ42的生成,抑制tau蛋白的过度磷酸化,并且使BACE1表达下调、tau蛋白磷酸化相关的蛋白激酶信号通路的恢复和脑源性神经营养因子(BDNF)及其上游信号分子的表达增加。结论:阿魏酸钠改善慢性脑低灌注大鼠的识别记忆和空间学习记忆能力,这一作用可能与减少β淀粉样蛋白生成、tau蛋白病理损害和增加BDNF表达有关,其分子机制与BACE1酶表达下调、Akt/GSK-3β信号通路的恢复,以及ERK/CREB信号通路上调有关。阿魏酸钠对慢性脑低灌注所致的血管性认知损害具有一定的保护作用,其机制可能与抑制AD样病理改变有关。
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