天津中医药  2017, Vol. 34 Issue (7): 475-477

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刘一川, 马涛, 王乐, 余青, 孟繁兴, 张允岭
LIU Yi-chuan, MA Tao, WANG Le, YU Qing, MENG Fan-xing, ZHANG Yun-ling
天芪益智颗粒对阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力和突触功能的影响
Effects of Tianqi Yizhi granules on learning and memory ability and synaptic function in Alzheimer's disease rats
天津中医药, 2017, 34(7): 475-477
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2017, 34(7): 475-477
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2017.07.13

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收稿日期: 2017-02-15
天芪益智颗粒对阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力和突触功能的影响
刘一川1, 马涛2, 王乐3, 余青4, 孟繁兴5, 张允岭6     
1. 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所门诊部中医科, 北京 100024;
2. 北京中医药大学东方医院实验中心, 北京 100078;
3. 北京中医药大学东方医院科研处, 北京 100078;
4. 北京市丰台区铁营医院皮肤科, 北京 100078;
5. 北京中医药大学东方医院脑病一科, 北京 100078;
6. 北京中医药大学东方医院, 北京 100078
摘要:[目的]研究天芪益智颗粒对阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力及脑内突触素、微管相关蛋白-2(MAP-2)表达的影响。[方法]采用侧脑室注射Aβ1-42的方法建立动物模型,将90只SD大鼠随机分成模型组、假手术组、阳性药组(石杉碱甲)、天芪益智颗粒高、中、低剂量组,每组15只。连续给药30 d后,通过避暗实验评价大鼠的学习记忆能力,采用Western Blot方法测定大鼠脑内突触素、MAP-2.[结果]与模型组相比,天芪益智颗各剂量组大鼠潜伏期长于模型组(P < 0.01),错误次数小于模型组(P < 0.01).模型组大鼠脑内突触素、MAP-2表达低于假手术组(P < 0.01),天芪益智颗粒各剂量组突触素、MAP-2表达高于模型组(P < 0.01).[结论]天芪益智颗粒能改善阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力,改善突触功能。
关键词阿尔茨海默病    天芪益智颗粒    突触功能    突触素    微管相关蛋白-2    

阿尔茨海默病(AD)常以遗忘为首发症状,随病情进展出现精神、行为异常等症状。中国AD患者约有600万人[1],给社会带来沉重经济负担。突触功能异常是AD重要的发病机制[2],与认知损害的关系最密切[3]。天芪益智颗粒由王永炎验方化裁,以升阳益气,活血通络法治疗痴呆。前期实验证实,该药通过改善氧化应激提高AD模型鼠的学习记忆能力[4],本研究拟评价该药对AD模型鼠学习记忆能力及突触功能的影响。

1 实验材料 1.1 动物

SPF级4月龄雄性SD大鼠90只,体质量190~220 g,购于中国食品药品鉴定研究院,许可证号SCXK(京)2014-0013。

1.2 主要药品及试剂

1-42(杭州中肽生化有限公司,批号CL-05-00776),Anti-Synaptophysin抗体、Anti-MAP2抗体、Anti-beta Actin抗体(Abcam),羊抗兔IgG-HRP(中杉金桥生物技术有限公司),石杉碱甲(河南太龙药业股份有限公司,批号160601),天芪益智颗粒由北京中医药大学中药学院提供(批号20140913)。

1.3 主要仪器

DBA-2避暗箱(中国医学科学院药物研究所),ZS-B/S数字脑立体定位仪(北京众实迪创科技发展有限公司),5417R高速离心机(Eppendorf),ELX800酶标仪(BIO-TECK),BioPhotometer plus分光光度计(Eppendorf)。

2 实验方法 2.1 动物模型制备

大鼠随机分组后,75只大鼠腹腔注射水合氯醛麻醉后固定于脑立体定位仪上,手术区消毒后沿正中线切开头皮,暴露颅骨,在前囟向右旁开1.4 mm、向后1.4 mm处用颅骨钻钻开颅骨,在开孔处用微量注射器向下进针4 mm后,以1 μL/min速度1 μL注射Aβ1-42,留针3 min后缓慢出针。缝合切口。15只假手术组大鼠,操作方法同上,侧脑室注射1 μL生理盐水。

2.2 分组及给药

大鼠按照随机数字表法随机分成6组,即模型组,假手术组,天芪益智颗粒高、中、低剂量组和西药组。天芪益智颗粒高、中、低剂量组,给药量为1.07、0.53、0.26 g/kg;西药组灌胃石杉碱甲溶液,给药量为0.02 mg/kg;模型组、假手术组:灌胃生理盐水,连续给药30 d。

2.3 避暗实验

将大鼠头背向洞口放入明室,自由活动3 min后接通电源5 min。训练结束24 h后,再次将大鼠置于测试箱的明室,打开电源,记录大鼠第1次离开安全区的时间(潜伏期)和错误次数。

2.4 Western blot检测Synaptophysin、MAP-2

麻醉大鼠,冰上取脑,称质量后加入RIPA裂解液、蛋白酶抑制剂,冰上匀浆后取上清液。BCA法测定蛋白浓度,蛋白上样后SDS-PAGE电泳、转膜,5%脱脂奶粉封闭液中封闭1.5 h后加入Anti-Synaptophysin抗体、Anti-MAP-2抗体、兔抗鼠β-actin多克隆抗体,4 ℃过夜,洗膜后加入羊抗兔IgG-HRP(1:1 000),孵育80 min,洗膜后进行ECL显色。

2.5 统计学方法

采用SPSS 21.0软件分析实验数据,用均数±标准差(x±s)表示。多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较若方差齐采用LDS法,若方差不齐采用Dunnett’s T3法,P < 0.05为差异有统计学意义。

3 结果 3.1 天芪益智颗粒对AD大鼠行为学影响

与假手术组相比,模型组大鼠避暗实验潜伏期缩短,错误次数增多(P < 0.01)。天芪益智颗粒各剂量组大鼠潜伏期长于模型组(P < 0.01),错误次数少于模型组(P < 0.01),见表 1

表 1 各组大鼠避暗实验潜伏期和错误次数比较(x±s) Tab. 1 Latency and error times of rats in each group in the step through test(x±s)
3.2 天芪益智颗粒对AD大鼠Synaptophysin、MAP-2表达的影响

模型组与假手术组相比,突触素、MAP-2表达水平减低(P < 0.01);各治疗组实触素、MAP-2表达多于模型组(P < 0.01),见图 1表 2

表 2 各组大鼠突触素、MAP-2的表达情况(x±s) Tab. 2 Relative expression of synaptophysin and MAP-2 of rats in each group(x±s)
图 1 天芪益智颗粒对大鼠突触素、MAP-2表达的影响 Fig. 1 Effects of Tianqi Yizhi granules on the expression of synaptophysin and MAP-2 in rats
4 讨论

AD发病机制复杂,突触异常是AD早期的病理改变之一,Selkoe等人认为突触障碍是AD的使动因素[5]。AD患者的突触数量[6]、突触结构发生改变或相关蛋白出现异常时,记忆形成出现障碍,并且这种变化出现在淀粉样斑块形成之前[7]

突触素是突触囊泡上含量最丰富的膜蛋白[8],参与神经递质的释放和突触囊泡再循环,是反应突触数量、密度和功能的良好指标。与AD患者认知功能障碍有明显相关性。MAP-2是神经元内含量最丰富的微管相关蛋白,是研究神经重塑的标志物。MAP-2除了维持神经元结构,还参与了神经元的生长、分化和可塑性调节,突触的发育与重塑均±赖MAP-2的表达[9]。病理学证实,AD大鼠海马MAP-2表达明显减少[10]。本次实验发现,天芪益智颗粒组大鼠突触素与MAP-2的表达高于模型组,提示了天芪益智颗粒改善AD模型鼠行为学异常,可能与其恢复突触囊泡循环,重塑突触形态与结构,恢复突触功能有关。

AD俗称“老年痴呆”,其病机复杂,痰、瘀、虚、毒共同致病。气虚血瘀是发病重要的一环。年老正衰,元气不足,瘀血瘀滞脑窍,神机不灵,发为痴呆。天芪益智颗粒由红芪、红景天组成。两者配伍,共奏益气活血通络之功。红芪有具有抗氧化应激作用[11],红景天有改善脑能量代谢,抑制细胞凋亡,改善氧化应激等作用,针对AD有独到的疗效[12-14],本次研究发现,天芪益智颗粒能够改善AD大鼠的学习和记忆能力,恢复大鼠的突触功能。AD病机复杂,目前尚无特效药物,针对Aβ的新药研发纷纷陷入困境,而中药往往具有多成分、多靶点等特点,具有独特的优势,为AD提供新的治疗思路。

参考文献
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Effects of Tianqi Yizhi granules on learning and memory ability and synaptic function in Alzheimer's disease rats
LIU Yi-chuan1, MA Tao2, WANG Le3, YU Qing4, MENG Fan-xing5, ZHANG Yun-ling6     
1. Department of Traditional Chinese Medicine, Out Patient Department of AVIC Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute, Beijing 100024, China;
2. Experiment Center, Dongfang Hospital Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100078, China;
3. Division of Scientific Research Management, Dongfang Hospital Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100078, China;
4. Department of Dermatology, Tieying Hospital of Fengtai District Beijing, Beijing 100078, China;
5. Department of Neurology, Dongfang Hospital Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100078, China;
6. Dongfang Hospital Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100078, China
Abstract: [Objective] To investigate the effect of Tianqi Yizhi granules on learning and memory ability of the expression of synaptophysin and MAP-2 in Alzheimer's disease rats. [Methods] Alzheimer's disease animal models were built by injecting Aβ1-42 into the lateral ventricle. The 90 SD rats were randomly divided into 6 groups of 15 rats each, which were model group, sham operation group, medicine group (huperzine), low-dose Tianqi Yizhi granules group, medium-dose Tianqi Yizhi granules group, and high-dose Tianqi Yizhi granules group. After continuously administered for 30 days, step through test were used to evaluate the learning and memory skills of the AD rats. Meanwhile, the expression of synaptophysin and MAP-2 in rats' brain were tested by Western Blot. [Results] In the step through test, the latency was increased in the Tianqi Yizhi granules groups compared with the model group (P < 0.01), while the error times decreased (P < 0.01). In the model group, the expression of synaptophysin and MAP-2 were both down-regulated (P < 0.01), and they were both up-regulated in the Tianqi Yizhi granules groups (P < 0.01). [Conclusion] Tianqiyizhi granules had improved the ability of learning and memory of Alzheimer's disease rats and it had up-regulated the expressions of synaptophysin and MAP-2 in AD rats' brain, which indicated that Tianqiyizhi granules had a positive influence on the synaptic function in AD rats.
Key words: Alzheimer's disease     Tianqi Yizhi granule     synaptic function     synaptophysin     MAP-2