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目的:考察参芪益智颗粒对APPswe/PS1dE9双转基因小鼠学习记忆功能、海马病理形态学损伤、海马miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达的影响,并从MAPK/ERK信号通路调控miRNA生成途径探讨参芪益智颗粒抗阿尔茨海默病作的分子机制,为其临床应用和开发奠定药理学基础。实验方法:1.动物分组及给药以APPswe/PS1dE9双转基因小鼠为研究载体,安理申为阳性药物,参芪益智颗粒为受试药物。45只3月龄APPswe/PS1dE9双转基因小鼠根据体重随机分为5组,即模型组、阳性组、参芪益智颗粒高、中、低剂量组,每组9只,另以10只同背景同月龄C57/BL6小鼠为空白对照,各组小鼠根据体重给予等体积相应药物连续干预180天,模型组和空白对照组给予等体积的生理盐水。2.APPswe/PS1dE9双转基因小鼠学习记忆功能的检测采用Morris水迷宫检测系统、避暗实验系统、旷场实验系统,分别考查参芪益智颗粒对APPswe/PsdE1双转基因小鼠学习记忆功能、恐惧记忆功能及自主活动的影响;采用HE染色和透射电镜法分别观察参芪益智颗粒对APPSwe/PS1dE9双转基因小鼠海马组织病理形态学及细胞超微结构的影响。3.脑内BACE1蛋白表达及Aβ1-42和血清MMP-2、VEGF含量的检测采用酶联免疫吸附法检测参芪益智颗粒对APPswe/PS1dE9双转基因小鼠脑内Aβ1-42及血清中MMP-2、VEGF含量的影响;采用Western blot法考查参芪益智颗粒对APPswe/PS1dE9双转基因小鼠脑中BACE1蛋白表达的影响。4.海马miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达的检测采用qRT-PCR法检测参芪益智颗粒对APPswe/PS1dE9双转基因小鼠海马miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达的影响。5.脑中TRBP、Dicer、Ago-2、Exp-5蛋白表达的检测采用Western blot法考察参芪益智颗粒对APPswe/PS1dE9双转基因小鼠脑中TRBP、Dicer、Ago-2、Exp-5蛋白表达的影响。6.脑中MAPK/ERK信号通路相关蛋白表达的检测采用Western blot法考查参芪益智颗粒对APPswe/PS1dE9双转基因小鼠脑中MKK1/2蛋白及MKK1/2蛋白磷酸化(p-MKK1/2)水平、ERK1/2蛋白及ERK1/2蛋白磷酸化(p-ERK1/2)水平。7.Aβ25-35刺激BV-2细胞存活率及细胞内miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达及Aβ1-42含量的检测采用MTT法考查参芪益智颗粒对Aβ25-35刺激BV-2细胞体外模型细胞存活率的影响;采用qRT-PCR法考察参芪益智颗粒对该细胞模型miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达的影响;采用酶联免疫吸附法考察参芪益智颗粒对该细胞模型Aβ1-42含量的影响。实验结果:1.参芪益智颗粒对小鼠学习记忆功能的影响Morris水迷宫实验结果显示,随着训练时间的延长,各组小鼠逃避潜伏期均有不同程度的缩短[F(5,25)=27.65,P<0.0001]。与空白组相比,模型组小鼠逃避潜伏期明显延长,进入平台象限时间显著缩短(P<0.01),穿越平台区域次数和进入平台区域累计时间明显减少(P<0.05),与模型组相比,参芪益智颗粒各剂量组小鼠逃避潜伏期均显著缩短;进入平台象限时间显著增加(P<0.05),穿越平台区域次数和进入平台区域累计时间均明显增加(P<0.05)。避暗实验结果显示,与空白组相比,模型组小鼠逃避潜伏期明显缩短(P<0.05),错误次数明显增加(P<0.05);与模型组相比,参芪益智颗粒高、中剂量组小鼠逃避潜伏期明显延长(P<0.05),错误次数明显减少(P<0.05)。旷场实验结果显示,与空白组小鼠比较,模型组小鼠运动时间明显缩短(P<0.01);在中环和角落运动时间均明显较少(P<0.01或P<0.05);运动速度明显降低(P<0.05);与模型组相比,参芪益智颗粒各剂量组小鼠运动时间未见明显变化(P>0.05),对中环及角落运动时间无显著性影响(P>0.05),对运动速度的影响无统计学差异(P>0.05)。2.参芪益智颗粒对小鼠海马组织病理形态学的影响与空白组相比,模型组小鼠海马CA1区神经细胞数量明显减少且排列紊乱,可见细胞固缩及空泡化,病理形态学评分明显增加(P<0.05);与模型组相比,参芪益智颗粒各给药组小鼠海马神经细胞数量明显增多、排列紊乱状态改善、细胞固缩及空泡化现象明显缓解,病理形态学评分明显降低(P<0.05)。电镜检测观察结果显示,与空白组相比,模型组小鼠海马细胞胞质内细胞器溶解,数量减少,胞质内出现大小不等的空腔;部分细胞内可见高电子密度的溶酶体;部分细胞器溶解,有大小不等的空腔形成;部分细胞突触前膜显著扩张,空白淡染,突触前膜内容物的电子密度显著降低。与模型组相比,参芪益智颗粒各剂量组小鼠海马胞核正常,细胞器结构较清晰,细胞器溶解及细胞质内出现空腔现象有明显改善,突触连接结构较清晰,突触前膜和突触后膜结构较正常,其中以参芪益智颗粒高、低剂量组小鼠尤为明显。3.参芪益智颗粒对小鼠脑中BACE1蛋白及Aβ1-42含量和血清MMP-2、VEGF含量的影响与空白组相比,模型组小鼠脑中Aβ1-42及血清MMP-2、VEGF含量均明显升高(P<0.001),脑中BACE1蛋白表达明显增高(P<0.05);与模型组相比,参芪益智颗粒各剂量组小鼠脑中Aβ1-42含量明显降低(P<0.001),血清MMP-2、VEGF含量也显著下调(P<0.001或P<0.05),参芪益智颗粒中、低剂量组小鼠脑中BACE1蛋白表达明显下调(P<0.05)。4.参芪益智颗粒对小鼠海马miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达的影响与空白组相比,模型组小鼠海马miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达均明显降低(P<0.001);与模型组相比,参芪益智颗粒各剂量组小鼠海马miRNA15a和miRNA107基因表达均显著上调(P<0.05或P<0.01或P<0.001)。5.参芪益智颗粒对小鼠脑中TRBP、Dicer、Ago-2、Exp-5蛋白表达的影响与空白组相比,模型组小鼠脑中TRBP和Dicer蛋白表达明显降低(P<0.01或P<0.05),而Ago-2和Exp-5蛋白表达未见显著差异(P>0.05);与模型组相比,参芪益智颗粒各剂量组小鼠脑中TRBP和Dicer蛋白表达明显均显著上调,而Ago-2和Exp-5蛋白表达未见明显统计学差异(P>0.05)。6.参芪益智颗粒对小鼠脑中MAPK/ERK信号通路的影响与空白组相比,模型组小鼠脑中p-MAPK/MAPK和p-ERK/ERK比值均显著下降(P<0.05);与模型组相比,参芪益智颗粒各剂量组小鼠脑中p-MAPK/MAPK和p-ERK/ERK比值均明显上调(P<0.05或P<0.01)。7.参芪益智颗粒对Aβ25-35刺激BV-2细胞模型细胞存活率及细胞内Aβ1-42含量和miRNA-15a 5p、miRNA-107 3p基因表达的影响与空白组相比,20μM Aβ25-35刺激BV-2细胞后,细胞存活率明显降低(P<0.001),细胞内miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达也明显降低(P<0.001),细胞内Aβ1-42含量明显增高(P<0.05),与模型组相比,参芪益智颗粒(25μg/mL、12.5μg/mL、6.25μg/mL)各剂量组细胞存活率均明显提高,参芪益智颗粒25μg/mL剂量组细胞内miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达明显升高(P<0.05),且Aβ1-42含量明显降低(P<0.05)。结论:参芪益智颗粒可改善APPswe/PS1dE9转基因小鼠学习记忆功能及恐惧记忆能力,改善海马组织病理形态学损伤、降低BACE1蛋白表达,降低Aβ1-42和血清中MMP-2、VEGF的含量,上调miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达及miRNA生成途径相关蛋白TRBP和Dicer的表达,激活MAPK/ERK信号通路,保护Aβ25-35诱导的BV-2细胞损伤,上调细胞内miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p基因表达,降低Aβ1-42含量。提示参芪益智颗粒可通过激活MAPK/ERK信号通路,促进miRNA-15a 5p和miRNA-107 3p生成,抑制BACE1蛋白表达,降低Aβ1-42生成和血清中MMP-2、VEGF含量发挥抗痴呆作用。