枸杞丸对电离辐射损伤小鼠脑神经的保护作用

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背景自然和人为的电离辐射在我们的环境中很普遍。有充分证据表明,辐射暴露会导致脑损伤和认知障碍。辐射诱发的认知障碍最初表现为语言记忆和空间记忆的衰退,接着是学习和解决新问题的能力的损害,最终发展为痴呆,因此引起了人们的广泛关注。目前,辐射诱发的认知障碍的发生机制尚不完全清楚,但有研究认为,辐射诱导的海马神经发生抑制、神经元功能改变、神经炎症以及血管和胶质细胞的改变可能与辐射诱发的认知障碍的发生有关。中药方剂枸杞丸是由枸杞和黄精两味中药组成。最早始于宋代官修方书《圣济总录》,后世各古籍中皆有记载,具有益气固精的作用。现代研究表明枸杞丸能够抑制海马神经元凋亡,改善大鼠学习记忆能力,增加脑组织内抗氧化酶的水平。然而,枸杞丸对辐射诱导神经系统损伤的防护作用及其机制研究却未见报道。目的本研究拟探讨小鼠在X射线照射后所致的行为异常表现,体内抗氧化酶水平变化以及多种神经细胞变化,以期证实枸杞丸提取物对辐射损伤小鼠神经系统的保护作用,并了解其内在机制。为解释X射线暴露对小鼠行为学改变提供一定的理论依据,为辐射防护起到一定的指导作用。方法8周龄雄性SPF级Balb/c小鼠,体重20±2 g。小鼠随机分成五组:(1)正常组(N-C),不进行X射线照射,仅给予生理盐水灌胃;(2)辐射对照组(Exp-C),X射线5.5 Gy全身照射,生理盐水灌胃;(3)高剂量组(High-dose),5.5 Gy X射线全身照射,枸杞丸提取物灌胃,每天20g/kg;(4)中剂量组(Middle-dose),5.5Gy X射线全身照射,枸杞丸提取物灌胃,每天10g/kg;(5)低剂量组(Low-dose),5.5 Gy X射线全身照射,枸杞丸提取物灌胃,每天5g/kg。辐射2小时后进行灌胃,持续四周。正常组动物不照射但需与其他组动物同时进行灌胃。所有动物动态记录辐射前和枸杞丸干预期间的体重变化。4周后,通过行为学实验观察小鼠认知能力和空间记忆能力,ELISA检测血清氧化应激相关因子(SOD、MDA、GPx)水平,免疫组化法检测(DCX、PV)神经再生相关蛋白的表达。结果1.与辐射对照组相比,枸杞丸提取物给药的三组小鼠体重前期下降幅度小,体重恢复快,与正常组体重更接近。2.5.5 Gy X射线照射使小鼠在Morris水迷宫实验中穿越平台次数减少,在平台所在象限停留时间减短,甚至完全无法进入平台所在象限。枸杞丸提取物给药后能明显改善小鼠学习记忆能力下降的情况。3.照射使小鼠在旷场中央区域停留时间减少,在整个旷场区域运动路程缩短,提示小鼠存在抑郁倾向。枸杞丸提取物给药后可显著改善小鼠的抑郁状态。4.ELISA实验结果显示,枸杞丸提取物给药能显著减少体内有害的氧化反应产物MDA含量,增加抗氧化酶GPx含量,对于抗氧化酶SOD活性的影响不明显。5.免疫组化实验结果显示,枸杞丸提取物给药能明显改善海马齿状回区域神经元再生标志性蛋白DCX、PV阳性细胞数量丢失的情况。结论枸杞丸能够改善辐射引起的神经损伤和氧化应激反应。枸杞丸对海马神经元的保护作用可能有利于学习相关神经网络的配置,进而改善辐射引起的认知障碍和抑郁等神经行为改变。还可以增加体内抗氧化酶的产生,减少氧化反应产物的生成,从而减轻脑内氧化应激损伤。提示枸杞丸可能作为一种可替代的食物补充剂,以防止辐射引起的神经元丧失和神经心理障碍以及氧化损伤。
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