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本文通过以下几个部分展开论述: 第一部分 维生素及白藜芦醇对急性酒精作用下斑马鱼幼鱼运动的影响 酒精是一种水溶性以及脂溶性都非常好的极性小分子,对包括血脑屏障在内的各种生物膜都具有很强的穿透力。酒精对神经系统的功能有显著的影响。临床以及动物研究同时表明,酒精对机体的运动能力,感觉能力,乃至包括学习和记忆在内的高级认知功能都有损伤的作用。 临床实践中,B族维生素常用于酒精中毒患者的治疗。对鼠等哺乳动物的研究中发现,及时补充维生素B族能有效缓解由酒精诱导的行为偏差以及脑内病变情况。除了维生素B族以外,白藜芦醇作为一种具有抗氧化功能的多酚类化合物,除了可以缓解酒精中毒导致的肝脏损伤外,还对酒精导致的神经系统损伤具有保护作用。 斑马鱼是一种在发育生物学以及遗传学研究中被广泛应用的模式生物,近年来在神经药理学研究中的应用也逐渐增多。急性酒精处理对斑马鱼的神经系统的功能以及相关的行为学指标有也显著的影响。本研究中,在急性酒精中毒的斑马鱼幼鱼模型基础上,探索了斑马鱼胚胎发育早期补充维生素B9(叶酸)、维生素B1、维生素B12以及白藜芦醇对急性酒精中毒斑马鱼幼鱼行为的影响,利用行为学特征分析药物干预对急性酒精诱导的斑马鱼幼鱼自发行为、对环境变化的敏感度的影响,探索维生素及中药白藜芦醇对缓解急性酒精诱导的行为异常的效果。 结果:在光照环境下,胚胎发育早期补充叶酸、白藜芦醇可能会促进酒精诱导的斑马鱼幼鱼自发运动水平上升,补充维生素B12能促进中浓度酒精诱导的斑马鱼幼鱼自发运动水平上升;在黑暗环境下,胚胎发育早期补充维生素B1可能会促进中高浓度酒精诱导的斑马鱼幼鱼自发运动水平上升,补充白藜芦醇能促进高浓度酒精诱导的斑马鱼幼鱼自发运动水平上升;在环境变化情况下,胚胎发育早期补充叶酸、维生素B1和白藜芦醇均能抑制低浓度酒精诱导的斑马鱼幼鱼敏感度上升,补充维生素B12、白藜芦醇能缓解高浓度酒精诱导的斑马鱼幼鱼的敏感度下降。 结论:在斑马鱼胚胎发育早期补充叶酸、维生素B1、维生素B12和白藜芦醇会影响酒精导致的斑马鱼幼鱼的游动行为的改变,提示叶酸、维生素B1、维生素B12和白藜芦醇对急性酒精导致的神经系统功能改变具有一定的调节作用,值得进一步研究。 第二部分 抗氧化中药对慢性酒精中毒的斑马鱼幼鱼发育的影响 随着酒精滥用情况日益严重,胎儿酒精谱系障碍(Fetal alcohol spectrumdisorders,FASDs)的发病率呈明显的上升趋势。胎儿酒精谱系障碍患者最明显的生理特征是生长缺憾,如身高体重偏低,生长发育缓慢等。除此之外,胚胎时的酒精暴露还会导致胚胎神经以及心血管系统的发育障碍。酒精性心发育缺陷的主要表现为房室中隔缺损、动脉锥体干畸形等。斑马鱼研究显示,对胚胎发育早期的斑马鱼幼鱼进行急性酒精处理后,可观察到心包水肿、心脏增大、房室畸形等心脏畸形。酒精诱导的氧化应激反应能直接作用于心血管细胞,从而导致心血管损伤,对此具有良好抗氧化效果的中药对酒精诱导的心发育缺陷可能会具有缓解作用。在心血管系统方面,白藜芦醇具有抗氧化,清除自由基,抑制血小板聚集,防止动脉粥样硬化的药理功效。除了白藜芦醇,槲皮素和姜黄素也是常用的同样具有抗氧化作用的中药单体。槲皮素能通过增强超氧化物歧化酶活性缓解酒精诱导的心血管系统损伤。而姜黄素则能降低了乙醇引起的乙酰化水平升高,从而影响心脏发育相关基因的表达,起到保护心脏的作用。 本研究中,我们在胚胎发育早期用慢性酒精诱导的斑马鱼幼鱼发育缺陷,建立慢性酒精诱导的斑马鱼幼鱼发育缺陷模型,再通过胚胎早期补充白藜芦醇、槲皮素以及姜黄素,从斑马鱼幼鱼的存活情况、外观形态、心率数以及心脏形态分析药物对慢性酒精诱导的斑马鱼幼鱼发育缺陷的作用。 结果:0.5%酒精处理的斑马鱼幼鱼的存活率下降,但外观形态和心率数与对照组没有明显差异。补充三种中药后存活率均增加。1.0%酒精处理的斑马鱼幼鱼的存活率下降,畸形率上升,心脏出现轻微的心包水肿以及房室畸形,但对形态外观以及心率数没有显著影响。补充三种中药后对1.0%酒精处理的斑马鱼幼鱼的状态均没有改变。2.0%酒精处理的斑马鱼幼鱼的存活率下降、畸形率上升,体长较短,心率数低于对照组,心脏出现严重的心包水肿以及房室畸形。补充白藜芦醇后能增加2.0%酒精处理的斑马鱼幼鱼体长和心率数,但对存活率、畸形率以及心脏表观畸形没有改善。补充槲皮素能增加2.0%酒精处理的斑马鱼幼鱼存活率,但对畸形率、体长、心率数以及心脏表观畸形没有改善。补充姜黄素能增加2.0%酒精处理的斑马鱼幼鱼前期发育的体长,但对存活率、畸形率、心脏表观畸形没有改善。 结论:白藜芦醇、槲皮素和姜黄素对斑马鱼胚胎早期酒精暴露诱导的发育缺陷有局部保护作用。