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目的:
在课题组前期研究阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的基础上,搜集和整理相关研究结果以及文献报道,基于神经炎症在AD的发生、发展过程中的作用,建立脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)诱导的神经炎症模型,探讨药对“仙茅-淫羊藿”水提物(The aqueous extracts of Epimedii Folium and Curculiginis Rhizoma,EX)对模型动物的干预作用及物质基础,以期为该药对在临床上用于治疗AD提供研究思路。
方法:
1.理论研究:查阅文献发现,小胶质细胞引起的神经炎症与AD等多种神经退行性疾病密切相关,并通过以前的研究发现EX通过激活NLRP3炎症体和抑制NF-κB/MAPK通路对AD有保护作用。本研究在此基础上探讨EX作用于小胶质细胞产生的抗炎作用。
2.实验研究:8-12周SPF级雄性C57/BL/6J小鼠进行适应性喂养一周后按照随机数表分组。首先进行预实验,以确定腹腔注射LPS后,小鼠的认知功能是否改变以及炎症反应是否发生,同时确定LPS的造模剂量。其次,按照实验目的进行分组实验,灌胃高低剂量的EX4周后,腹腔注射LPS建立疾病模型,造模过程中进行Morris水迷宫实验,检测5天中小鼠学习记忆的变化以及第6天的潜伏期、穿越平台次数等。在行为学检测结束后,处死小鼠,取血、全脑以及海马等样本进行理化检测,用ELISA法检测小鼠海马区TNF-α、IL-1β的含量,免疫荧光法检测小鼠海马区小胶质细胞的活化情况,qPCR法检测APOE-TREM2介导的不同表型小胶质细胞基因型的改变,WesternBlot法检测EX影响TREM2蛋白及其下游蛋白的表达情况,并采用液质联用技术检测EX及不同生物样本中的成分差异,以确定EX发挥作用的物质基础。
结果:
1.Morris水迷宫结果:
1.1定位导航试验:前5天的定位导航试验结果表明,各实验组找到平台的时间均逐渐下降。但模型组小鼠从第3天开始明显比空白组小鼠花更长的时间寻找平台(P<0.05),并在第5天时与空白组小鼠相比,找到平台时间的差异具有显著统计学意义(P<0.001),这些结果说明LPS处理后的小鼠认知功能明显受损,药对高、低剂量给药组能不同程度的改善LPS所致认知功能障碍小鼠的学习记忆能力(P<0.01)。
1.2空间探索实验:与空白组相比,模型组小鼠穿越平台次数以及在平台象限停留的时间显著降低(P<0.001),而药对给药后能明显改善这一状况。
2.ELISA实验结果
与空白组相比,EX给药组TNF-α和IL-1β的含量虽略有增高但无显著性差异(P>0.05);与空白组相比,模型组小鼠海马区TNF-α和IL-1β的含量明显升高,且差异具有统计学意义(P<0.001);与模型组相比,给予小鼠高、低剂量EX,不同程度上减轻了海马区TNF-α和IL-1β的含量(P<0.05,P<0.01)。
3.免疫荧光实验结果
与空白组相比,LPS所致小鼠海马CA1、CA2、CA3、DG各区的IBA1阳性细胞数明显增多,而EX给药后能不同程度的抑制IBA1阳性细胞数。
4.qPCR实验结果
与空白组相比,模型组小鼠APOE、Axl、Lgals3的基因明显上调(P<0.05),TREM2、P2ry12、Tgfbr1的基因明显下调(P<0.05),与模型组相比,高低剂量给药组则逆转了上述基因的表达,使之趋于正常。
5.WesternBlot实验结果
与空白组相比,模型组小鼠TREM2及其下游蛋白即ERK,PLCG1,PI3K,AKT均有不同程度的下降(P<0.05),与模型组相比,EX低剂量组小鼠的上述蛋白表达量有一定程度的回升,但不具有显著性(P>0.05),而EX高剂量能使这些蛋白的表达显著回升(P<0.05)。
6.液质联用实验结果
液质色谱图显示,EX中透过血脑屏障进入脑脊液的成分有:苔黑酚葡糖糖苷、仙茅苷、淫羊藿苷和淫羊藿次苷II。
结论:
1.EX可以改善LPS所致认知功能障碍小鼠的学习记忆能力;
2.EX可以降低海马区炎性因子TNF-α和IL-1β的含量;
3.EX可不同程度的降低小鼠海马区小胶质细胞的活化程度;
4.EX可通过调控APOE-TREM2轴,介导不同表型的小胶质细胞的改变,保护M1型/M2型小胶质细胞的极化;
5.EX可增加TREM2及其下游蛋白的表达,降低炎性反应;
6.EX改善LPS所致认知功能障碍小鼠学习记忆能力的物质基础可能是苔黑酚葡萄糖苷、仙茅苷、淫羊藿苷和淫羊藿次苷II。
在课题组前期研究阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的基础上,搜集和整理相关研究结果以及文献报道,基于神经炎症在AD的发生、发展过程中的作用,建立脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)诱导的神经炎症模型,探讨药对“仙茅-淫羊藿”水提物(The aqueous extracts of Epimedii Folium and Curculiginis Rhizoma,EX)对模型动物的干预作用及物质基础,以期为该药对在临床上用于治疗AD提供研究思路。
方法:
1.理论研究:查阅文献发现,小胶质细胞引起的神经炎症与AD等多种神经退行性疾病密切相关,并通过以前的研究发现EX通过激活NLRP3炎症体和抑制NF-κB/MAPK通路对AD有保护作用。本研究在此基础上探讨EX作用于小胶质细胞产生的抗炎作用。
2.实验研究:8-12周SPF级雄性C57/BL/6J小鼠进行适应性喂养一周后按照随机数表分组。首先进行预实验,以确定腹腔注射LPS后,小鼠的认知功能是否改变以及炎症反应是否发生,同时确定LPS的造模剂量。其次,按照实验目的进行分组实验,灌胃高低剂量的EX4周后,腹腔注射LPS建立疾病模型,造模过程中进行Morris水迷宫实验,检测5天中小鼠学习记忆的变化以及第6天的潜伏期、穿越平台次数等。在行为学检测结束后,处死小鼠,取血、全脑以及海马等样本进行理化检测,用ELISA法检测小鼠海马区TNF-α、IL-1β的含量,免疫荧光法检测小鼠海马区小胶质细胞的活化情况,qPCR法检测APOE-TREM2介导的不同表型小胶质细胞基因型的改变,WesternBlot法检测EX影响TREM2蛋白及其下游蛋白的表达情况,并采用液质联用技术检测EX及不同生物样本中的成分差异,以确定EX发挥作用的物质基础。
结果:
1.Morris水迷宫结果:
1.1定位导航试验:前5天的定位导航试验结果表明,各实验组找到平台的时间均逐渐下降。但模型组小鼠从第3天开始明显比空白组小鼠花更长的时间寻找平台(P<0.05),并在第5天时与空白组小鼠相比,找到平台时间的差异具有显著统计学意义(P<0.001),这些结果说明LPS处理后的小鼠认知功能明显受损,药对高、低剂量给药组能不同程度的改善LPS所致认知功能障碍小鼠的学习记忆能力(P<0.01)。
1.2空间探索实验:与空白组相比,模型组小鼠穿越平台次数以及在平台象限停留的时间显著降低(P<0.001),而药对给药后能明显改善这一状况。
2.ELISA实验结果
与空白组相比,EX给药组TNF-α和IL-1β的含量虽略有增高但无显著性差异(P>0.05);与空白组相比,模型组小鼠海马区TNF-α和IL-1β的含量明显升高,且差异具有统计学意义(P<0.001);与模型组相比,给予小鼠高、低剂量EX,不同程度上减轻了海马区TNF-α和IL-1β的含量(P<0.05,P<0.01)。
3.免疫荧光实验结果
与空白组相比,LPS所致小鼠海马CA1、CA2、CA3、DG各区的IBA1阳性细胞数明显增多,而EX给药后能不同程度的抑制IBA1阳性细胞数。
4.qPCR实验结果
与空白组相比,模型组小鼠APOE、Axl、Lgals3的基因明显上调(P<0.05),TREM2、P2ry12、Tgfbr1的基因明显下调(P<0.05),与模型组相比,高低剂量给药组则逆转了上述基因的表达,使之趋于正常。
5.WesternBlot实验结果
与空白组相比,模型组小鼠TREM2及其下游蛋白即ERK,PLCG1,PI3K,AKT均有不同程度的下降(P<0.05),与模型组相比,EX低剂量组小鼠的上述蛋白表达量有一定程度的回升,但不具有显著性(P>0.05),而EX高剂量能使这些蛋白的表达显著回升(P<0.05)。
6.液质联用实验结果
液质色谱图显示,EX中透过血脑屏障进入脑脊液的成分有:苔黑酚葡糖糖苷、仙茅苷、淫羊藿苷和淫羊藿次苷II。
结论:
1.EX可以改善LPS所致认知功能障碍小鼠的学习记忆能力;
2.EX可以降低海马区炎性因子TNF-α和IL-1β的含量;
3.EX可不同程度的降低小鼠海马区小胶质细胞的活化程度;
4.EX可通过调控APOE-TREM2轴,介导不同表型的小胶质细胞的改变,保护M1型/M2型小胶质细胞的极化;
5.EX可增加TREM2及其下游蛋白的表达,降低炎性反应;
6.EX改善LPS所致认知功能障碍小鼠学习记忆能力的物质基础可能是苔黑酚葡萄糖苷、仙茅苷、淫羊藿苷和淫羊藿次苷II。