基于Wnt/β-catenin信号通路的黄精当归药对促进AD小鼠海马神经干细胞增殖的机制研究

来源 :江西中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong493
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目的:探讨黄精当归药对通过激活阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)小鼠大脑Wnt/β-catenin信号通路促进海马神经干细胞(Neutal sterm cells,NSCs)增殖的作用机制,以深入揭示黄精丸防治AD的可能机制。方法:1.动物及分组:将90只SPF级、8周龄、体重24~28克的雄性昆明小鼠随机分为6组,即正常对照组、AD模型组、盐酸多奈哌齐(阳性药物,0.65mg.kg-1.d-1)组、黄精当归药对低剂量(1.75 g.kg-1.d-1)组、黄精当归药对中剂量(2.5 g.kg-1.d-1)组、黄精当归药对高剂量(7.5 g.kg-1.d-1)组,每组15只。2.AD造模及试验药物干预:AD模型组、盐酸多奈哌齐组、黄精当归药对低、中、高剂量组小鼠前3周每天颈背部皮下注射无菌生理盐水配置而成的1%D-半乳糖液(5 ml/kg),以造成小鼠亚急性衰老;第4、5周每天改用东莨菪碱(2mg/kg)腹腔注射,以造成小鼠AD病变。AD造模进行1周后,对盐酸多奈哌齐组、黄精当归药对提取液低、中、高剂量组小鼠每天分别灌胃相应剂量的相应试验药物,AD模型组每天灌胃0.5 ml无菌生理盐水,共持续4周。3.学习、记忆等行为学差异检测:采用跳台实验及Morris水迷宫实验检测各组小鼠的学习反应时间、学习错误次数、记忆潜伏时间、记忆错误次数及逃避潜伏期的差异,探究黄精当归药对对AD小鼠学习、记忆等行为学的影响。4.大脑皮层及海马神经元变化检测:采用HE染色和尼氏染色检测,探究黄精当归药对对AD小鼠大脑神经元数量变化的影响。5.海马Wnt/β-catenin信号通路检测:采用免疫组化法检测海马中β-catenin、GSK-3β、Cyclin D1阳性神经元情况,采用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,RT-q PCR)技术检测海马中β-catenin、GSK-3β、Cyclin D1 m RNA表达情况,采用蛋白质分子印迹法(Western blot,WB)检测海马中β-catenin、GSK-3β、Cyclin D1蛋白含量,探究黄精当归药对对AD小鼠海马Wnt/β-catenin信号通路中各关键因子的m RNA及蛋白表达变化。6.海马神经NSCs增值差异检测:采用Brd U免疫组化、Brd U免疫荧光单标及Brdu/Neu N免疫荧光共定位检测各组小鼠海马齿状回(DG)区NSCs的增殖状态,以探究黄精当归药对对AD小鼠大脑海马NSCs增殖的影响。结果:1.黄精当归药对对AD小鼠学习、记忆等行为学的影响:与正常对照组比较,AD模型组小鼠的痴呆严重、学习记忆明显障碍(分别P<0.01)。与AD模型组比较,黄精当归药对各组及盐酸多奈哌齐组小鼠痴呆症状明显改善(P<0.05,P<0.01)。跳台实验及Morris水迷宫实验检测各组小鼠行为学改变的结果一致,表明本研究可信度较好。且此两行为学检测结果均表明黄精当归药对可有效治疗AD,改善小鼠学习记忆障碍的症状;随着剂量的增加,其药效作用增强。2.黄精当归药对对AD小鼠大脑神经元数量变化的影响:与正常对照组比较,AD模型组小鼠大脑皮层S1 Tr区神经元层次不清,排列紊乱,胞体皱缩,细胞核固缩、着色较浅,空泡化明显,细胞外空隙明显增大,结构松散,数量减少(P<0.01);AD模型组小鼠海马CA1、CA3区神经元排列疏散,胞体皱缩,轮廓不清,细胞核固缩,细胞间隙增宽、肿胀,胞浆空泡样变性,数量减少,尼式小体着色变浅甚至部分溶解、消失,数量下降(P<0.01)。与AD模型组比较,黄精当归药对各剂量组及盐酸多奈哌齐组小鼠大脑皮层S1Tr区神经元排列比较整齐,变性固缩较少,细胞核着色加深,形态结构均有不同程度的恢复,数量明显增多(P<0.01);药物治疗组各小鼠海马CA1、CA3区神经元排列比较整齐,形态结构恢复,核固缩现象得到改善,尼式小体着色较深、数量增加,神经元数量亦增加(P<0.05,P<0.01)。HE染色及尼氏染色结果均可表明黄精当归药对可有效增加AD小鼠大脑皮层S1Tr区、海马CA1及CA3区神经元数量,且随着药物剂量增加,其药效作用增强。3.黄精当归药对对AD小鼠海马Wnt/β-catenin信号通路中各关键因子的m RNA及蛋白表达变化:与正常对照组比较,AD模型组小鼠海马DG区神经细胞的β-catenin、Cyclin D1 m RNA及蛋白表达均降低,GSK-3βm RNA及蛋白表达均升高。与AD模型组比较,黄精当归药对各剂量组及盐酸多奈哌齐组小鼠海马DG区β-catenin、Cyclin D1 m RNA及蛋白表达均明显升高,GSK-3βm RNA及蛋白表达均明显降低(P<0.05,P<0.01)。各组小鼠海马神经的RT-q PCR、免疫组化及WB检测结果的变化亦一致,表明黄精当归药对可有效激活Wnt/β-catenin信号通路,且随着药物剂量增加,其药效作用增强。4.黄精当归药对对AD小鼠大脑海马NSCs增殖的影响:与正常对照组比较,AD模型组小鼠海马DG区Brd U阳性神经元及Brd U/Neu N共定位阳性神经元数量显著降低(分别P<0.01)。与AD模型组比较,黄精当归药对各剂量组及盐酸多奈哌齐组小鼠海马DG区Brd U阳性神经元及Brd U/Neu N共定位阳性神经元数量显著增加(分别P<0.05,P<0.01)。Brd U免疫组化、Brd U免疫荧光单标及Brdu/Neu N免疫荧光共定位检测各组小鼠海马NSCs增殖变化的结果相一致,表明本实验的可信度高,黄精当归药对可有效促进AD小鼠海马NSCs增殖,且随着药物剂量的增加,其药效越明显。5.黄精当归药对激活AD小鼠大脑海马Wnt/β-catenin信号通路与其促NSCs增殖的相关性分析:各小鼠大脑海马β-catenin、Cyclin D1蛋白表达水平与Brdu/Neu N免疫荧光示NSCs增殖之间显著呈正相关(r=0.8014,P<0.01;r=0.8537,P<0.01),各小鼠大脑海马GSK-3β蛋白表达水平与Brdu/Neu N免疫荧光示NSCs增殖之间显著呈负相关(r=-0.8072,P<0.01),这表明黄精当归药对激活Wnt/β-catenin信号通路与其促进海马NSCs增殖之间具有正相关性,可以明确该药对通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进海马NSCs增殖以防治AD。结论:黄精丸配伍中的黄精当归药对可通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进海马NSCs增殖,恢复海马神经功能,发挥防治AD作用。
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