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目的观察黄连素(berberine,BBR)对野生型和Nrf2基因敲除型糖尿病小鼠认知功能的影响,探讨黄连素改善小鼠认知功能的可能机制。方法1选取雄性野生型ICR小鼠60只,随机将小鼠分为野生对照组(NC)、野生对照+黄连素组(NC+BBR)、野生糖尿病组(DM)、野生糖尿病+黄连素组(DM+BBR)。采用高脂饮食联合链脲佐菌素的方法建立2型糖尿病模型。治疗组小鼠每日灌胃黄连素50mg/kg,其余小鼠给予等量0.5%羟甲基纤维素钠溶液,8周后,检测小鼠空腹血糖和体重,水迷宫实验判断小鼠认知能力,尼氏染色观察黄连素对海马组织形态的影响,测定海马丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平,RT-PCR测定核因子E相关因子2(nuclear factor erythroid2-related factor 2,Nrf2)、血红素加氧酶1(heme oxygenase,HO-1)、醌氧化还原酶1(NAD(P)H:quinone oxidoreductase,NQO1)的表达,Western blot检测海马组织Nrf2、HO-1、NQO1、B淋巴细胞瘤2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)、Bcl-2 X相关蛋白(Bcl2-Associated X proten,Bax)、半胱天冬酶3(caspase3 apoptosis related cysteine protease,Caspase3)蛋白表达情况。2选择Nrf2基因敲除小鼠60只,随机分为敲基因对照组(KO-NC)、敲基因对照+黄连素组(KO-NC+BBR)、敲基因糖尿病组(KO-DM)、敲基因糖尿病+黄连素组(KO-DM+BBR),应用相同的方法建立模型并干预,水迷宫实验评价小鼠认知功能,RT-PCR和Western blot检测海马组织Nrf2、HO-1和NQO1蛋白的表达。结果1应用黄连素8周后,与DM组相比,DM+BBR组小鼠空腹血糖水平和体重均降低(P<0.01)。2 Morris水迷宫实验结果显示,在实验第2天开始,与NC组相比,DM组小鼠的逃避潜伏期延长(P<0.05),DM+BBR组小鼠较KO-DM+BBR组小鼠相比逃避潜伏期时间缩短(P<0.05),实验第3天起,与DM组相比,DM+BBR组逃避潜伏期缩短(P<0.05),实验第5天,KO-DM组与DM组相比逃避潜伏期增加(P<0.05)。第6天撤掉平台后,与NC组小鼠相比,DM组小鼠穿越平台次数和平台象限停留时间减少(P<0.05);与DM组小鼠相比,KO-DM组小鼠穿越平台次数和平台象限停留时间均减少(P<0.05);DM+BBR组与DM组、KO-DM+BBR组相比小鼠穿越平台次数与平台象限停留时间增加(P<0.05)。3小鼠海马组织尼氏染色显示,NC组小鼠海马细胞排列规整,细胞间隙和形态正常,核仁清晰;DM组小鼠海马组织细胞排列不规整,细胞分布零散,间隙变大,细胞皱缩,结构破坏明显,出现核固缩;DM+BBR组小鼠海马神经细胞破坏减轻。比较小鼠海马相对细胞数发现,与NC组相比,DM组小鼠海马细胞计数减少,黄连素干预后,海马细胞计数有所增加(P<0.01)。4检测小鼠海马组织MDA含量发现,与NC组相比,DM组小鼠海马神经元中MDA水平升高(P<0.01),与DM组相比,KO-DM组小鼠海马MDA含量增高(P<0.01),经过黄连素干预8周后,DM+BBR组小鼠海马结构的MDA含量较DM组小鼠相比降低(P<0.01),而KO-DM+BBR组与KO-DM组小鼠比较无明显差别(P>0.05)。5 Western blot法检测小鼠海马Bcl-2、Bax及Caspase3的表达情况发现,与NC组小鼠相比,DM组小鼠海马Bcl-2表达减少,Bax及Caspase3的表达增加(P<0.01),与DM组相比,DM+BBR组小鼠海马Bcl-2表达增加,Bax及Caspase3的表达有所减少(P<0.01),NC和NC+BBR相比,差异无统计学意义(P>0.05)。6应用RT-PCR实验检测黄连素对小鼠海马组织Nrf2、HO-1及NQO1 m RNA表达的影响,与NC组相比,DM组小鼠Nrf2、HO-1及NQO1的m RNA表达减低(P<0.01),而与DM组相比,DM+BBR组小鼠的海马区域Nrf2、HO-1及NQO1的m RNA表达有所增加(P<0.01)。分析Nrf2基因敲除小鼠海马m RNA发现,与DM组相比,KO-DM组小鼠Nrf2不表达,HO-1和NQO1表达降低(P<0.01),应用黄连素后,KO-DM+BBR组HO-1和NQO1表达情况与KO-DM组相比无明显差异(P>0.05)。7 Werstern蛋白印迹法检测小鼠Nrf2、HO-1及NQO1的表达情况,结果发现,与NC组小鼠相比较,DM组小鼠海马神经元中Nrf2、HO-1及NQO1的表达量明显降低(P<0.01),在黄连素干预8周后,DM+BBR组小鼠海马组织中Nrf2、HO-1及NQO1表达较DM组有所升高(P<0.01)。进一步检测Nrf2基因敲除小鼠海马中Nrf2、HO-1及NQO1的表达情况,发现与DM组相比,KO-DM组小鼠Nrf2基因几乎不表达,HO-1和NQO1表达降低(P<0.01),而应用黄连素后,KO-DM+BBR组HO-1和NQO1表达情况与KO-DM组相比无明显差异(P>0.05)。结论1 2型糖尿病小鼠存在认知功能障碍,黄连素可以改善小鼠认知能力。2黄连素可以通过减轻小鼠海马组织氧化应激和凋亡状态改善2型糖尿病性小鼠认知功能障碍。3黄连素可以通过激活Nrf2通路,上调HO-1和NQO1的表达实现对2性糖尿病认知功能障碍的保护作用。图 17 幅;表 2 个;参 143 篇。