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阿尔茨海默病(AD)作为一种影响老年人口最为常见的痴呆类型,是中枢神经系统最具毁损性的疾病之一,包括学习、记忆、情感、认知的障碍,以及工作、生活能力的减退。随着人口的老龄化,其已成为大规模的,不断进展的社会、医药和经济负担。据预测,如果没有好的治疗方法,到了2050年,全球将有约1亿人罹患AD。考虑到未来的流行性,对AD的预防和治疗成为当前研究的重要目标。 AD以细胞外淀粉样斑块沉积、细胞内神经原纤维缠结以及特定脑区选择性神经元丢失为主要病理特征。其发病机制复杂,目前尚未研究清楚,究其主流性的假说认为,许多因素在其发病机理中起着重要的作用,尤其是β-淀粉样蛋白(Aβ)被认为是该病发病机制中的起始因素和关键环节,其牵涉到的基因突变、胆碱能系统功能紊乱、氧化应激水平升高、炎症反应、以及凋亡发生等一系列神经毒性作用可导致神经细胞功能紊乱和死亡,引发痴呆。病理机制的多元特性也为治疗上的干预提供了关键性的靶点。目前,大量的合成或天然的分子化合物已经用来减少Aβ的生成,阻止Aβ的聚集,抑制乙酰胆碱酯酶 (AChE)活性,减轻活性氧损伤等等,试图达到治疗AD的目的。然而,对于一种多因素的疾病仅仅针对某一种因素用药,势必很难取得较好疗效,这大概也是目前AD治疗中所面临的重要拐点。中医药在治疗上强调整体性,即所谓的整体调节作用,强调的中医治疗作用不是针对某个特定的致病因素或病理环节而是通过对全身的多重平衡协调作用实现的,有时有着更好的疗效和更小的副作用。 中草药灯盏细辛为多年生草本菊科植物短葶飞蓬的全草,其益气生精,补益髓海的功用吻合于AD中医理论中肾精不足的病理机制,现代研究结果同时显示灯盏细辛有多重与AD病理机制相关的神经保护作用。灯盏细辛含多种化学成分,目前普遍认为其主要的药理活性成分为灯盏乙素(结构式鉴定为5,6,4'-三羟基黄酮-7-葡萄糖酸甙)。单味中药的某一类化学成分药理作用明确,疗效稳定,毒副作用小,符合当前的医疗市场要求,对防治AD有着良好的市场前景。本论文的研究通过复制依赖于Aβ毒性的类似AD学习记忆损伤的动物模型,来观察灯盏细辛的提取成分灯盏乙素处理下痴呆模型大鼠的多个病理环节的变化,力求证实其是否能够有效干预AD中胆碱能系统功能紊乱、氧化应激水平升高、炎症反应以及凋亡发生等一系列与A?相关的关键性神经毒性作用机制,确定该有效部位的药用价值和作用途径。 研究方法主要采用双侧脑室注射A?25-35联合腹腔注射D-半乳糖(D-gal)制备类似痴呆的动物模型;用Morris水迷宫行为学方法测试大鼠学习记忆能力;用苏木素-伊红(HE)染色、尼氏(Nissl)染色方法观察大鼠脑组织病理形态学改变;用蛋白印迹(Western Blotting)方法检测大鼠脑组织神经型尼古丁受体(nAChR)α4、α7、β2亚单位在蛋白水平的表达;用实时荧光定量聚合酶链(Real-time quantitative PCR)方法检测大鼠脑组织nAChRα4、α7、β2亚单位在mRNA水平的表达;用生物化学方法检测大鼠脑组织及血浆中AChE和丁酰胆碱酯酶(BuChE)活性以及脑组织氧化应激指标超氧化物歧化酶(SOD)和单胺氧化酶(MAO)活性的变化;用免疫组织化学方法检测大鼠脑组织炎性因子白介素-1β(IL-1β),白介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达;用流式细胞术检测大鼠脑组织神经细胞凋亡百分率的改变。 结果显示,在A?25-35和D-gal的协同作用下,大鼠的学习记忆能力明显减退;大脑皮质神经元细胞出现胞体退化和胞核固缩,海马区锥体细胞数目减少,层次不清,排列紊乱,神经元胞体肿胀,胞质变浅,细胞核固缩,结构模糊,呈退行性改变,且神经元胞浆内颗粒状或斑块状物明显减少,提示Nissl小体的大量溶解;大鼠脑组织中α4、α7 nAChR蛋白表达水平降低,其中未发现β2亚单位发生的明显变化,亦未见到nAChRα4、α7、β2亚单位在mRNA水平的变化;脑组织AChE与BuChE活性显著升高,血浆中同样两种酶活性与脑组织中的表现正好相反;脑组织中SOD活性降低,MAO活性升高,IL-1β,IL-6和TNF-?阳性细胞表达率明显增加,以及神经细胞凋亡百分率明显升高。经过灯盏乙素处理后,明显改善了大鼠的学习记忆能力;改善了海马区异常的组织形态学表现;同时,上调了α4、α7 nAChR蛋白表达水平,使得痴呆大鼠脑组织及血浆中AChE与BuChE活性趋向于正常,各组大鼠在治疗前后均未见到β2 nAChR蛋白表达水平和α4、α7及β2 nAChR基因水平的改变;灯盏乙素处理组还较模型组大鼠脑组织中SOD活性升高,MAO活性降低,IL-1β,IL-6和TNF-?表达阳性的细胞率下降,以及神经细胞凋亡百分率的明显降低。多个指标的检测表明灯盏乙素在调节胆碱能系统功能、抗氧化活性、抑制炎性因子的产生和神经细胞凋亡等多方面的AD病理现象中起着重要作用。研究中发现阳性对照药吡乙酰胺与灯盏乙素在实验中涉及到的多个指标的改善作用相当,但未能达到灯盏乙素在学习记忆能力、胆碱酯酶活性以及炎症方面发挥的疗效。 结果证实,灯盏乙素能够减轻痴呆大鼠nAChR蛋白表达和ChE活性异常所致的胆碱能系统功能损害;消除自由基的产生,提高机体抗氧化能力;抑制炎性因子释放、减轻神经炎症损伤;抑制神经细胞凋亡,进而改善细胞的退化、变性程度,发挥神经元的保护作用,以此对抗与Aβ毒性相关的痴呆大鼠学习记忆能力下降。本研究的多靶点作用机制为AD的药物治疗提供了新的重要依据。