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阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种进行性神经退行性疾病,是痴呆症中最为常见的一种,其发病几率随人口老龄化速度的加快而越来越高。尽管目前AD的研究已经取得了阶段性进展,但其根本的致病因素及有效的治疗方法仍然无法明确。目前关于AD的众多假说中,最为主要的就是Aβ级联假说,被大多数学者所接受,该假说认为Aβ单体是由β-分泌酶和γ-分泌酶水解淀粉样蛋白前体APP所得,当Aβ的产生与清除速率失衡时,Aβ会在大脑内过度沉积,形成有毒性的聚集体,进而引起的一系列病理变化,Aβ在脑微血管附近沉积可导致周细胞丢失,引起氧化应激反应及脑微血管收缩等。石菖蒲(Acorus tatarinowii Schott)为开窍醒脑之要药,具有镇静、抗心律失常、抗抑郁、抗氧化等作用,是临床上治疗AD的常用药,但目前关于石菖蒲在AD脑微血管周细胞上的研究未见报道。故本研究旨在探讨石菖蒲提取液对AD小鼠认知障碍的改善作用及作用机制,进一步探讨石菖蒲主要活性成分β-细辛醚对Aβ1-40寡聚体诱导周细胞损伤的保护作用,以期为其治疗AD提供更多的实验依据。目的:1、探讨石菖蒲提取液对D-半乳糖诱导AD模型小鼠认知障碍的改善作用及作用机制。2、探讨石菖蒲主要活性成分β-细辛醚对Aβ1-40损伤MBVP细胞的保护作用。方法:1、利用网络药理学方法预测石菖蒲成分防治AD的作用机制及作用靶点。2、6周龄体重约25 g的健康雄性C57BL/cnc小鼠,随机分成6组:正常对照组(control)、模型组(model)、阳性药盐酸多奈哌齐组(donepezil)、石菖蒲提取液低剂量组(1 g/kg)、中剂量组(2 g/kg)、高剂量组(4 g/kg)。control组小鼠每天每只后颈部皮下注射0.4 m L生理盐水,model组及各给药组小鼠按照150 mg/kg剂量,每天每只后颈部皮下注射0.4 m L 9.35 mg/m L的D-半乳糖溶液;control组及model组小鼠每天每只灌胃0.2 m L生理盐水,donepezil组小鼠按照0.8 g/kg剂量,每天每只灌胃0.2 m L 0.1mg/m L的donepezil溶解液,石菖蒲提取液给药组按照规定剂量,每天每只灌胃0.2 m L相应浓度的药液(0.125 g/m L,0.25 g/m L,0.5 g/m L),连续造模给药13周。(1)造模给药4周后每周检测每组小鼠体重;于造模给药第4、6、8周对小鼠进行物体位置识别实验,第5、7、9周对小鼠进行新物体识别实验;造模给药第10周对小鼠进行被动回避实验;造模给药第11周对小鼠进行主动回避实验;造模给药第12周多普勒血流仪检测每只小鼠脑血流,取材。(2)HE染色评价小鼠脑组织病理变化;免疫组织化学染色法观察小鼠脑组织内Aβ的沉积情况;Western-blot法检测Aβ代谢相关蛋白LRP-1、BACE1,周细胞标记物PDGFR-β蛋白及PI3K,AKT蛋白的表达水平。3、通过透射电镜及银染法鉴定Aβ寡聚体,选取孵育4天的Aβ1-40诱导小鼠脑微血管周细胞MBVP细胞建立体外AD损伤模型,并给予石菖蒲主要活性成分β-细辛醚处理,用实时无标记细胞分析仪筛选出β-细辛醚合适的给药浓度;活性氧检测试剂盒检测各组MBVP细胞ROS的表达情况,Western-blot法检测MVBP细胞Aβ代谢相关蛋白LRP-1、BACE1的表达。结果:1、网络药理学结果主要筛选出40个石菖蒲和阿尔兹海默病共同核心作用靶点,主要包括AKT1、HSP90AA1、CASP3、EGFR、ESR1、VEGFA等,对191个交集靶点进行富集分析,得到76条KEGG信号通路,448个GO富集条目,主要涉及癌症相关信号通路、PI3K/AKT信号通路、HIF-1信号通路、钙信号通路等。2、与control组相比,model组小鼠记忆相关行为学异常(P<0.05),脑血流减少(P<0.001),脑组织细胞结构破坏,皮层海马中Aβ沉积显著(P<0.05),BACE1蛋白表达升高(P<0.01),LRP-1、PDGFR-β、p-PI3K、p-AKT蛋白表达水平下降(P<0.05);与model组比较,donepezil可显著提高小鼠物体位置识别指数(P<0.05),增加AD小鼠脑血流量(P<0.001),改善受损脑组织细胞形态,降低BACE1蛋白的表达(P<0.001),升高LRP-1、PDGFR-β、p-AKT与p-PI3K蛋白水平(P<0.05);各浓度石菖蒲提取液可改善AD小鼠新物体识别能力(P<0.05)和脑组织细胞结构,减少皮层区Aβ沉积(P<0.05),增加AKT磷酸化蛋白表达水平(P<0.01)。此外,中剂量和高剂量石菖蒲提取液可以显著减少海马区Aβ沉积(P<0.05),降低BACE1蛋白的表达(P<0.001),增加LRP-1、p-PI3K蛋白的表达(P<0.05)。且中剂量石菖蒲提取液可增加PDGFR-β的表达(P<0.001),低剂量石菖蒲提取液可显著增加AD模型小鼠脑血流量(P<0.05)。3、37℃孵育4d的Aβ1-40电镜下可见大量的短丝状Aβ1-40寡聚体,银染法鉴定显示寡聚体形态分子量在4-30 KDa。20μM和40μM Aβ1-40寡聚体可以明显损害MBVP细胞形态,降低细胞活力(P<0.01),增加细胞LDH的渗漏率(P<0.01),增加MBVP细胞ROS的释放量(P<0.01),升高BACE1表达水平(P<0.01);1μMβ-细辛醚可显著提高MBVP细胞活力(P<0.01),降低细胞ROS的释放量(P<0.01),减少BACE1表达(P<0.01)。结论:1、石菖蒲提取液可以改善D-半乳糖诱导AD模型小鼠的认知功能,增加脑血流量,调节Aβ代谢相关蛋白的表达,减少脑中Aβ沉积,其发挥药效的机制可能与PI3K/AKT信号通路有关。2、石菖蒲主要活性成分β-细辛醚可对Aβ1-40寡聚体损伤MBVP细胞发挥保护作用。