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雌激素水平高低与学习记忆相关,妇女绝经后会出现学习记忆下降。流行病学调查显示,绝经期妇女阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)的患病率高于男性。雌激素替代疗法(Estrogen replacement therapy,ERT)可以改善绝经妇女的认知功能和减低AD症的发生,然而其却带来一些副作用,如可增加子宫内膜癌、乳腺癌的发病率,这是目前制约ERT 在临床上应用的一个主要原因。因此,从天然产物中寻找一类具有雌激素样作用的替代物受到越来越多的关注。研究发现,五味子具有改善学习记忆的作用。本室的前期工作指出五味子具有改善去卵巢动物学习记忆的功效,其有效成分主要集中于五味子正丁醇萃取物中,但其改善学习记忆的相关机制仍不十分清楚。
目的:
本实验使用去卵巢小鼠建立学习记忆障碍模型,探讨五味子正丁醇萃取物对学习障碍的改善作用及其相关机制,为临床治疗绝经后妇女的认知障碍提供理论依据。
方法:
62只健康雌性小鼠随机分为5组:①假手术组(Sham),n=14;②去卵巢组(OVX),n=14;③去卵巢+苯甲酸雌二醇(EB)组,n=10;④去卵巢+1g生药/ml五味子正丁醇萃取物(LW)组,n=12;⑤去卵巢+1.5 g生药/ml五味子正丁醇萃取物(HW)组,n=12。术后六周根据分组情况灌胃相应药物,EB组小鼠每次每只皮下注射20μg苯甲酸雌二醇,隔天进行;LW组给予1g生药/ml五味子正丁醇萃取物,剂量为0.4mL·d-1(相当于原生药剂量0.4 g·d-1),HW组给予1.5g生药/ml五味子正丁醇萃取物,剂量为0.4mL·d-1(相当于原生药剂量0.6g·d-1),各对照组则灌胃等容积的蒸馏水,分上下午进行。给药20d后,进行Y迷宫行为训练,持续8d,行为训练期间继续给药。记录每天的正确反应率、全组达标率及达学会标准所需的训练次数。
在不同时间阶段及不同分组中分别随机选取小鼠进行海马CA1区突触形态观察:①术后三天从Sham组随机取两只小鼠进行电镜观察;②术后六周从Sham组和OVX组随机各取2只小鼠进行电镜观察;③给药结束后从OVX组和HW组中随机各取两只小鼠进行电镜观察。观察指标包括突触面密度(Sv)、突触数密度(Nv)、突触活性区平均面积、PSD厚度、突触曲面率和穿孔突触百分率。
实验结果如下:
1、Y型迷宫学习结果:OVX组小鼠的正确反应率和全组达标率均明显低于Sham组(P<0.01,<0.05),全组达标率为60%,低于Sham组的100%;OVX组达标小鼠所需训练次数为63.33±19.66,与Sham组的53.33±19.89比较,没有显著性差异(P>0.05)。与OVX组比较:EB组和HW组的正确反应率和达标率均显著提高(P<0.01,<0.05),全组达标率分别为90%和100%;EB组和HW组达标小鼠所需的训练次数分别为70±10.95和60±18.86,与OVX组比较均无显著差异(P>0.05)。与OVX组相比较:LW组的正确反应率显著提高(P<0.01,<0.05),但全组达标率和达标小鼠所需训练次数分别为80%和60±21.38,与对照组比较,没有显著性差异(P>0.05)。
2、海马CA1区突触形态的结果:①六周后,Sham组小鼠海马CA1区的Sv和Nv较六周前的显著增大(P<0.01),而突触活性区平均面积、PSD厚度、突触曲面率和穿孔突触百分率则没有显著性变化(P>0.05)。②与Sham组比较,OVX六周后小鼠海马CA1区的Sv、Nv和PSD厚度显著降低(P<0.01),突触活性区平均面积显著升高(P<0.01);此外,突触曲面率和穿孔
突触百分率有所下降,但没有显著性差异(P>0.05)。而OVX十周后小鼠海马CA1区的Sv、Nv、PSD厚度、突触活性区平均面积、突触曲面率和穿孔突触百分率较去卵巢六周小鼠均没有显著性差异(P>0.05)。③高剂量的五味子正丁醇萃取物明显提高去卵巢小鼠海马CA1区的Sv、Nv和PSD厚度,降低突触活性区平均面积,呈极显著性差异或显著性差异(P<0.01,P<0.05);此外,突触曲面率和穿孔突触百分率也有所上升,但无显著性差异(P>0.05)。
结论:
1、去卵巢导致小鼠学习能力减低,而不同剂量的五味子正丁醇萃取物能显著提高去卵巢小鼠的学习能力,以0.6g原生药·d-1的剂量效果为好。
2、小鼠去卵巢后其海马CA1区的突触面密度、突触数密度和PSD厚度均显著减少,突触平均面积显著提高,这种变化在去卵巢六周时已达稳定。
3、五味子正丁醇萃取物能显著提高去卵巢小鼠海马CA1区的突触面密度、突触数密度和PSD厚度,降低突触活性区平均面积。推测五味子正丁醇萃取物可能通过影响突触形态的可塑性来改善去卵巢小鼠的学习能力。