养血清脑颗粒改善大鼠慢性脑低灌注所致认知损害
背景
慢性脑低灌注是阿尔茨海默病(AD)和血管性痴呆(VD)等神经系统疾病的常见病理状态,越来越多的研究开始关注慢性脑低灌注的发病机制及其治疗。通过大鼠永久性双侧颈总动脉结扎(2-VO)模型模拟慢性脑低灌注状态是目前普遍认同的用于慢性脑低灌注研究的动物模型。
养血清脑颗粒是以当归、川芎、白芍、熟地、珍珠母、元胡等为主要成分的纯中药复方制剂,在临床试验中观察到其能够有效改善患者慢性脑血流灌注不足症状,但是分子机制尚不明确。因此,研究者在大鼠模型中观察了养血清脑颗粒对大鼠慢性脑低灌注导致的血管性认知功能损害的治疗效果。并通过观察其对氧化应激、胆碱能系统和细胞凋亡的影响探讨了其作用机制。
方法
对成年雄性Wistar大鼠进行2-VO建立慢性脑低灌注模型。将30只大鼠随机分为5组:假手术生理盐水治疗组,2-VO生理盐水治疗组,2-VO小剂量[2 g/(kg·d)]养血清脑颗粒治疗组,2-VO大剂量[4 g/(kg·d)]养血清脑颗粒治疗组,2-VO卡巴拉汀[2 mg/(kg·d)]治疗组。Morris水迷宫实验用于检测空间记忆能力,并取大鼠脑组织检测其海马和皮层组织的氧化应激水平、细胞凋亡率和胆碱能系统活性。
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结果
1. 空间学习能力
在水迷宫训练过程中(图1A),每组大鼠每天的潜伏期都随着训练天数增加而显著降低。在训练期的后3天,2-VO生理盐水治疗组的潜伏期显著长于假手术生理盐水治疗组(P<0.01)。与2-VO生理盐水治疗组相比,2-VO大剂量养血清脑颗粒治疗组和2-VO卡巴拉汀治疗组最后2天的潜伏期显著缩短(P<0.05)。
水迷宫空间探索试验的结果如图1B所示。与2-VO生理盐水治疗组相比,假手术生理盐水治疗组、2-VO大剂量养血清脑颗粒治疗组和2-VO卡巴拉汀治疗组的第一象限持续游泳时间显著延长(P<0.01)。
结果提示大剂量养血清脑颗粒可以改善大鼠2-VO手术模拟的慢性脑缺血状态诱导的认知能力障碍。
2. 胆碱能系统活性
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检测大鼠海马和额叶皮层组织匀浆中乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱酯酶的活性(表1)。结果显示,与假手术生理盐水治疗组相比,2-VO生理盐水治疗组的海马和皮层中乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱酯酶活性均显著降低(P<0.01)。2-VO卡巴拉汀治疗组比2-VO生理盐水治疗组的海马和皮层中乙酰胆碱酯酶活性显著降低(P<0.01)。与2-VO生理盐水治疗组相比,大剂量和小剂量养血清脑颗粒治疗组海马和皮层的乙酰胆碱转移酶活性均显著升高(P<0.01,P<0.05)。
结果提示2-VO手术后由于神经元数量减少导致了胆碱能活性下降。
3. 凋亡
对大鼠脑组织进行细胞凋亡检测(表2),与假手术生理盐水治疗组相比,2-VO生理盐水治疗组海马和皮层中的凋亡细胞比例显著升高(P<0.05)。与2-VO生理盐水治疗组相比,2-VO大剂量和小剂量养血清脑颗粒治疗组的活细胞比例增高,凋亡细胞比例降低(P<0.05)。
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这说明养血清脑颗粒对神经元具有保护作用,包括胆碱能神经元,可能是因为养血清脑颗粒通过减少神经元凋亡而增加存活神经元比例,增加了乙酰胆碱转移酶活性,从而增加了神经递质乙酰胆碱的合成,改善认知功能。
4. 总抗氧化能力
与假手术治疗组相比, 2-VO生理盐水治疗组海马和皮层的总氧化能力显著降低(表3)。与2-VO生理盐水治疗组相比,2-VO大剂量和小剂量养血清脑颗粒治疗组的总抗氧化能力显著增强。提示慢性脑低灌注导致了氧化应激水平的改变。与2-VO生理盐水治疗组相比,卡巴拉汀治疗对总抗氧化能力没有影响,而养血清脑颗粒按照剂量依赖方式增强了脑组织中的总抗氧化能力。
结论
·与2-VO生理盐水治疗组相比,养血清脑颗粒治疗的两组和卡巴拉汀治疗组以及假手术后生理盐水治疗组大鼠的潜伏期较短,而且在第一象限的游泳时间较长。
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·与2-VO生理盐水组相比,养血清脑颗粒治疗的两组的总抗氧化能力强,而且凋亡细胞比例降低,乙酰胆碱转移酶活性升高。
·养血清脑颗粒能够有效改善大鼠慢性脑低灌注导致的认知功能损害,可能是通过调节慢性脑低灌注导致的氧化应激、神经细胞凋亡和胆碱系统损伤而发挥保护作用。(参考文献备索)
图1 不同治疗方法在Wistar大鼠水迷宫试验中的作用
结果以均值±标准差表示(每组6只大鼠),
与2-VO 生理盐水治疗组相比:* P<0.05, ** P<0.01
与假手术生理盐水组相比:# P<0.05,# # P<0.01
YXONG:养血清脑颗粒
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表1大鼠海马和额叶皮层组织匀浆中乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱酯酶的活性检测
组别 乙酰胆碱酯酶(U/mg蛋白) 乙酰胆碱转移酶(IU/g)
海马额叶皮层海马额叶皮层
假手术生理盐水0.612±0.0480.473±0.02243.450±0.82151.450±1.275
2-VO生理盐水0.544±0.021##0.411±0.018##30.180±2.031##41.450±1.825##
2-VO养血清脑0.532±0.0240.432±0.02938.360±3.612**47.260±1.781*
, http://www.100md.com 颗粒(2 g/kg·d)
2-VO养血清脑0.536±0.0280.421±0.01844.900±2.527**49.450±2.816**
颗粒(4 g/kg·d)
2-VO+卡巴拉汀0.479±0.012*0.328±0.016**31.990±2.45540.360±5.343
表2 不同治疗组大鼠脑组织凋亡和存活细胞比例
组别 凋亡细胞比例(%) 存活细胞比例(%)
海马额叶皮层海马额叶皮层
假手术生理盐水1.617±0.7081.233±0.42394.950±1.55397.730±0.622
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2-VO生理盐水13.750±1.790##12.680±1.251##41.370±4.410##55.150±1.764##
2-VO养血清脑9.600±0.908**10.150±0.8318**59.520±2.737**59.300±2.172*
颗粒(2 g/kg·d)
2-VO养血清脑6.583±0.783**6.117±1.376**71.650±2.544**71.270±3.045**
颗粒(4 g/kg·d)
2-VO+卡巴拉汀12.150±1.11512.770±1.03343.480±3.69355.350±1.877
表3 不同治疗组大鼠总抗氧化能力
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组别 总抗氧化能力(U/mg蛋白)
海马额叶皮层
假手术生理盐水1.503±0.13231.532±0.0538
2-VO生理盐水1.153±0.1242##1.352±0.0441#
2-VO养血清脑颗粒(2 g/kg·d)1.315±0.0669**1.596±0.0853**
2-VO养血清脑颗粒(4 g/kg·d)1.611±0.0995**1.670±0.158**
2-VO+卡巴拉汀1.207±0.13391.481±0.154
结果以均值±标准差表示(每组6只大鼠),
与2-VO 生理盐水治疗组相比:* P<0.05, ** P<0.01
与假手术生理盐水组相比:# P<0.05,# # P<0.01, 百拇医药
慢性脑低灌注是阿尔茨海默病(AD)和血管性痴呆(VD)等神经系统疾病的常见病理状态,越来越多的研究开始关注慢性脑低灌注的发病机制及其治疗。通过大鼠永久性双侧颈总动脉结扎(2-VO)模型模拟慢性脑低灌注状态是目前普遍认同的用于慢性脑低灌注研究的动物模型。
养血清脑颗粒是以当归、川芎、白芍、熟地、珍珠母、元胡等为主要成分的纯中药复方制剂,在临床试验中观察到其能够有效改善患者慢性脑血流灌注不足症状,但是分子机制尚不明确。因此,研究者在大鼠模型中观察了养血清脑颗粒对大鼠慢性脑低灌注导致的血管性认知功能损害的治疗效果。并通过观察其对氧化应激、胆碱能系统和细胞凋亡的影响探讨了其作用机制。
方法
对成年雄性Wistar大鼠进行2-VO建立慢性脑低灌注模型。将30只大鼠随机分为5组:假手术生理盐水治疗组,2-VO生理盐水治疗组,2-VO小剂量[2 g/(kg·d)]养血清脑颗粒治疗组,2-VO大剂量[4 g/(kg·d)]养血清脑颗粒治疗组,2-VO卡巴拉汀[2 mg/(kg·d)]治疗组。Morris水迷宫实验用于检测空间记忆能力,并取大鼠脑组织检测其海马和皮层组织的氧化应激水平、细胞凋亡率和胆碱能系统活性。
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结果
1. 空间学习能力
在水迷宫训练过程中(图1A),每组大鼠每天的潜伏期都随着训练天数增加而显著降低。在训练期的后3天,2-VO生理盐水治疗组的潜伏期显著长于假手术生理盐水治疗组(P<0.01)。与2-VO生理盐水治疗组相比,2-VO大剂量养血清脑颗粒治疗组和2-VO卡巴拉汀治疗组最后2天的潜伏期显著缩短(P<0.05)。
水迷宫空间探索试验的结果如图1B所示。与2-VO生理盐水治疗组相比,假手术生理盐水治疗组、2-VO大剂量养血清脑颗粒治疗组和2-VO卡巴拉汀治疗组的第一象限持续游泳时间显著延长(P<0.01)。
结果提示大剂量养血清脑颗粒可以改善大鼠2-VO手术模拟的慢性脑缺血状态诱导的认知能力障碍。
2. 胆碱能系统活性
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检测大鼠海马和额叶皮层组织匀浆中乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱酯酶的活性(表1)。结果显示,与假手术生理盐水治疗组相比,2-VO生理盐水治疗组的海马和皮层中乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱酯酶活性均显著降低(P<0.01)。2-VO卡巴拉汀治疗组比2-VO生理盐水治疗组的海马和皮层中乙酰胆碱酯酶活性显著降低(P<0.01)。与2-VO生理盐水治疗组相比,大剂量和小剂量养血清脑颗粒治疗组海马和皮层的乙酰胆碱转移酶活性均显著升高(P<0.01,P<0.05)。
结果提示2-VO手术后由于神经元数量减少导致了胆碱能活性下降。
3. 凋亡
对大鼠脑组织进行细胞凋亡检测(表2),与假手术生理盐水治疗组相比,2-VO生理盐水治疗组海马和皮层中的凋亡细胞比例显著升高(P<0.05)。与2-VO生理盐水治疗组相比,2-VO大剂量和小剂量养血清脑颗粒治疗组的活细胞比例增高,凋亡细胞比例降低(P<0.05)。
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这说明养血清脑颗粒对神经元具有保护作用,包括胆碱能神经元,可能是因为养血清脑颗粒通过减少神经元凋亡而增加存活神经元比例,增加了乙酰胆碱转移酶活性,从而增加了神经递质乙酰胆碱的合成,改善认知功能。
4. 总抗氧化能力
与假手术治疗组相比, 2-VO生理盐水治疗组海马和皮层的总氧化能力显著降低(表3)。与2-VO生理盐水治疗组相比,2-VO大剂量和小剂量养血清脑颗粒治疗组的总抗氧化能力显著增强。提示慢性脑低灌注导致了氧化应激水平的改变。与2-VO生理盐水治疗组相比,卡巴拉汀治疗对总抗氧化能力没有影响,而养血清脑颗粒按照剂量依赖方式增强了脑组织中的总抗氧化能力。
结论
·与2-VO生理盐水治疗组相比,养血清脑颗粒治疗的两组和卡巴拉汀治疗组以及假手术后生理盐水治疗组大鼠的潜伏期较短,而且在第一象限的游泳时间较长。
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·与2-VO生理盐水组相比,养血清脑颗粒治疗的两组的总抗氧化能力强,而且凋亡细胞比例降低,乙酰胆碱转移酶活性升高。
·养血清脑颗粒能够有效改善大鼠慢性脑低灌注导致的认知功能损害,可能是通过调节慢性脑低灌注导致的氧化应激、神经细胞凋亡和胆碱系统损伤而发挥保护作用。(参考文献备索)
图1 不同治疗方法在Wistar大鼠水迷宫试验中的作用
结果以均值±标准差表示(每组6只大鼠),
与2-VO 生理盐水治疗组相比:* P<0.05, ** P<0.01
与假手术生理盐水组相比:# P<0.05,# # P<0.01
YXONG:养血清脑颗粒
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表1大鼠海马和额叶皮层组织匀浆中乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱酯酶的活性检测
组别 乙酰胆碱酯酶(U/mg蛋白) 乙酰胆碱转移酶(IU/g)
海马额叶皮层海马额叶皮层
假手术生理盐水0.612±0.0480.473±0.02243.450±0.82151.450±1.275
2-VO生理盐水0.544±0.021##0.411±0.018##30.180±2.031##41.450±1.825##
2-VO养血清脑0.532±0.0240.432±0.02938.360±3.612**47.260±1.781*
, http://www.100md.com 颗粒(2 g/kg·d)
2-VO养血清脑0.536±0.0280.421±0.01844.900±2.527**49.450±2.816**
颗粒(4 g/kg·d)
2-VO+卡巴拉汀0.479±0.012*0.328±0.016**31.990±2.45540.360±5.343
表2 不同治疗组大鼠脑组织凋亡和存活细胞比例
组别 凋亡细胞比例(%) 存活细胞比例(%)
海马额叶皮层海马额叶皮层
假手术生理盐水1.617±0.7081.233±0.42394.950±1.55397.730±0.622
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2-VO生理盐水13.750±1.790##12.680±1.251##41.370±4.410##55.150±1.764##
2-VO养血清脑9.600±0.908**10.150±0.8318**59.520±2.737**59.300±2.172*
颗粒(2 g/kg·d)
2-VO养血清脑6.583±0.783**6.117±1.376**71.650±2.544**71.270±3.045**
颗粒(4 g/kg·d)
2-VO+卡巴拉汀12.150±1.11512.770±1.03343.480±3.69355.350±1.877
表3 不同治疗组大鼠总抗氧化能力
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组别 总抗氧化能力(U/mg蛋白)
海马额叶皮层
假手术生理盐水1.503±0.13231.532±0.0538
2-VO生理盐水1.153±0.1242##1.352±0.0441#
2-VO养血清脑颗粒(2 g/kg·d)1.315±0.0669**1.596±0.0853**
2-VO养血清脑颗粒(4 g/kg·d)1.611±0.0995**1.670±0.158**
2-VO+卡巴拉汀1.207±0.13391.481±0.154
结果以均值±标准差表示(每组6只大鼠),
与2-VO 生理盐水治疗组相比:* P<0.05, ** P<0.01
与假手术生理盐水组相比:# P<0.05,# # P<0.01, 百拇医药