菟丝子提取物对自然衰老小鼠的抗衰老作用研究
2010-09-10杜士明郧阳医学院附属太和医院十堰市442000
兰 鸿,杜士明(郧阳医学院附属太和医院,十堰市 442000)
菟丝子提取物对自然衰老小鼠的抗衰老作用研究
兰 鸿*,杜士明(郧阳医学院附属太和医院,十堰市 442000)
目的:研究菟丝子提取物对自然衰老小鼠的抗衰老作用。方法:给自然衰老小鼠灌胃菟丝子提取物,先用Y-型电迷宫检测小鼠的学习记忆能力,后应用生化方法检测老年小鼠脑组织内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活力和丙二醛(MDA)含量。结果:小鼠行为实验结果表明,菟丝子提取物能使小鼠Y-型电迷宫测试正确次数显著降低,但对记忆的保持力影响不大。小鼠脑组织抗氧化酶的活力实验结果表明,菟丝子提取物能提高小鼠脑组织SOD、GSH-PX活力,降低MDA的含量。结论:菟丝子提取物抗衰老作用可能通过提高脑组织抗氧化酶SOD、GSH-PX活力,降低脂质过氧化物MDA含量而实现。
菟丝子提取物;抗衰老作用;机制
菟丝子为旋花科植物菟丝子Cuscuta chinensisLam.的干燥成熟种子,具有滋补肝肾、固精缩尿、安胎、明目、止泻的功效。王昭等[1]发现菟丝子能明显增强衰老模型小鼠的红细胞免疫功能,具有延缓衰老作用。笔者给自然衰老小鼠灌胃菟丝子提取物,先用Y-型电迷宫检测小鼠的学习记忆能力,后应用生化方法检测老年小鼠脑组织内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活力和丙二醛(MDA)含量,以进一步探讨菟丝子抗衰老的机制。
1 仪器与材料
1.1 仪器
手术器械(大连医疗器械有限公司);UP200H型超声破碎仪、V-560型紫外分光光度仪(日本Jasco公司);Y-型电迷宫(中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所);TGL16G型台式高速离心机(上海医用分析仪器厂);组织研磨器(北京惠泽奥科贸有限公司)。
1.2 试药
组织蛋白、SOD、GSH-PX、MDA检测试剂盒(南京建成生物工程公司);菟丝子、人参购自十堰市医药公司,均由郧阳医学院陈吉炎教授鉴定为真品;维生素E(海南养生堂保健品有限公司,批号:2009012311)。
1.3 动物
昆明种SPF级老年小鼠,♀♂兼半,体质量(40.5±3)g,由郧阳医学院实验动物中心提供(动物生产合格证号:2008A005)。
2 方法
2.1 实验用药的制备
2.1.1 菟丝子提取物的制备:菟丝子药材500 g,加4 000 mL水浸泡2 h,至微胀,文火煎2次,每次煎煮0.5 h,过滤。合并2次提取液,浓缩至生药浓度为0.4 g·mL-1,置4℃冰箱贮藏,备用。
2.1.2 人参提取物的制备:取药材500 g,加4 000 mL水浸泡2 h,至微胀,文火煎2次,每次煎煮1 h,过滤。合并2次提取液,浓缩至生药浓度为0.4 g·mL-1,置4℃冰箱贮藏,备用。
2.1.3 维生素E混悬液的制备:取维生素E胶囊400 mg,以吐温-80乳化配制成浓度为1.25 mg·mL-1的混悬液,备用。
2.2 分组及给药
实验分为6组,即模型(等容生理盐水)、人参提取物(4 000 mg·kg-1)、维生素 E(12.5 mg·kg-1)和菟丝子高、中、低剂量(300、200、100 mg·kg-1)组。ig给药,每天1次,连续30 d。
2.3 Y-型电迷宫行为实验
2.3.1 动物筛选:将小白鼠放入Y-型电迷宫箱中适应3~5 min后,给予适当电击,至小白鼠有3足均探索进入电迷宫箱为止,选择活跃、对电击反应较敏感、逃避反应迅速者供测试用。淘汰反应过于迟钝或特别敏感的小鼠。预选出达到连续2次且≤3次对电击正确反应,对电击反应较敏感的小白鼠供实验用[2,3]。在上述初步筛选的基础上,通过正式迷宫训练,淘汰达不到学会标准(学不会)的小鼠[4]。
2.3.2 学习测试(随机休息法[5]):安全区以无规则次序变换,以训练小鼠辨别灯光刺激及安全方位的能力。小鼠受电击后逃到安全区后,灯光继续作用10~15 s,熄灯后结束1次测试,小鼠所在肢臂就作为下一次测试的起点,2次测试时间间隔为30 s或休息1 min后再予以第2次测试,依次重复,测试至达连续9/10标准。
2.3.3 记忆保持(再现)测试:学习测试1周后,再以同样方法测试,正确反应次数定为A,以A/10表示记忆保持的能力,此值越高说明记忆力越好[3]。
2.3.4 测试指标和相关标准:(1)达标所需的训练次数(电击次数、反应次数、测试次数):用动物学习达到学会标准前所需的测试数,表示其空间分辩反应的学习记忆成绩。所需次数越少,说明学习速度越快或学习能力越强;所需次数增多,提示学习记忆能力下降。(2)正误判定的标准:以小鼠在足底通电后10 s内一次性跑向安全区为正确反应,否则为错误反应[5]。(3)达标(学会)标准:以连续10次中有9次或以上正确反应(正确反应率90%)定为学会标准。
2.4 脑组织处理及指标测定
行为实验结束24 h后,应用乙醚将动物深度麻醉,用100 mL冰冷的生理盐水经心脏做颅内灌注,在冰袋上小心快速剥离脑组织,并放入0.9%冰冷生理盐水中洗净表面血液。称重后,应用冰冷的生理盐水制备成10%组织匀浆,贮藏于-70℃冰箱内以备生化分析。检测当日,组织匀浆低速、低温离心(4 000 r·min-1,4℃)10 min,取上清测定组织蛋白、SOD、GSH-PX活力及MDA含量。
2.5 统计学方法
3 结果
3.1 菟丝子对模型小鼠行为学的影响
菟丝子中剂量组小鼠Y-型电迷宫测试学会次数显著低于模型组(P<0.05),但对记忆的保持力影响不大。菟丝子提取物对小鼠被动躲避学习记忆的影响见表1。
表1 菟丝子提取物对小鼠被动躲避学习记忆的影响Tab 1 Effect of the extracts of C.chinensis on the memory retention
3.2 菟丝子对模型小鼠脑组织SOD、GSH-PX活力及MDA含量的影响
模型组小鼠脑组织SOD、GSH-PX活力及MDA含量分别为(127.82±24.83)、(104.87±20.58)IU·mg-1,(19.02±0.62)nmol·mg-1;菟丝子中剂量组小鼠GSH-PX活力提高至(209.12±24.17)IU·mg-1,SOD活力提高至(199.25±23.73)IU·mg-1,同时MDA含量降低至(10.15±1.73)IU·mg-1。菟丝子提取物对模型小鼠脑组织SOD、GSH-PX活力及MDA含量的影响见图1。
图1 菟丝子提取物对模型小鼠脑组织SOD、GSH-PX活力及MDA含量的影响A.SOD;B.GSH-PX;C.MDA;1.模型组;2.菟丝子低剂量组;3.菟丝子中剂量组;4.菟丝子高剂量组;5.人参提取物组;6.维生素E组Fig 1 Effects of the extracts of C.chinensis on the activity of SOD and GSH-PX and the content of MDAA.SOD;B.GSH-PX;C.MDA;1.model group;2.C.chinesis low dose group;3.C.chinesis media dose group;4.C.chinesis high dose group;5.extracs of Panax ginseng group;6.VE group
4 讨论
衰老是由许多因素综合作用引起的复杂的过程,老年动物学习记忆能力明显不如青年动物[6]。在众多有关衰老发生发展的学说中,“自由基学说”是目前赞同者较多的一种理论,氧化应激和活性氧自由基被认为是引起衰老和导致一些神经退行性疾病如阿尔茨海默病(AD)、帕金森疾病(PD)的主要原因[7]。活性氧自由基是体内代谢的产物,机体可通过自身的酶系统或非酶系统,将体内不断生成的自由基清除,以维持一种动态平衡。过多自由基的生成可直接破坏生物大分子如蛋白质、脂质、核酸等,导致细胞坏死;也可间接影响细胞的信号转导和基因调控,诱导细胞凋亡。由于脑组织富含大量不饱和脂肪酸及自身抗氧化能力较低,使其更易受到自由基的攻击,产生损伤,因此清除过多的自由基对于脑组织的保护意义尤为重大。
本研究选用自然衰老的小鼠作为衰老动物模型,神经系统损害属自然发生。目前普遍认为该衰老模型在神经生理、结构、行为上更接近人,是适于研究的对象。此模型多用于中药治疗AD的筛选和疗效评价以及研究AD的病理生理学特征等方面。
氧化应激是许多神经退行性疾病(如AD、PD等)的致病因素之一。当氧化产物超过内源性抗氧化物时,就会导致细胞组织发生氧化损伤。SOD、GSH-PX是体内清除自由基最为重要的酶系,MDA含量的高低能间接反映机体细胞受自由基攻击的严重程度,近年来被广泛用作氧化应激程度的标示物。老年小鼠的学习、记忆功能明显下降,其脑组织中内源性抗氧化酶SOD和GSH-PX活性显著下降,体内自由基清除减少,产生增多,造成自由基聚集,进而导致脑损伤,使MDA含量增高。笔者对小鼠脑组织内抗氧化物的研究结果表明,菟丝子可以显著提高脑组织内SOD、GSH-PX活力,同时降低脂质过氧化水平,说明其对小鼠学习能力的提高是通过改善脑组织中内源性抗氧化体系活力、提高自身的抗氧化能力而实现的。
笔者在体外细胞实验的基础上,进一步在老年小鼠体内,通过动物行为变化指标、脑组织内氧化酶活性及脂质过氧化程度的观测,确定菟丝子在生物体内的作用,可为菟丝子基础研究和药物开发提供依据。
[1]王 昭,朴金花,张凤梅,等.菟丝子对D2半乳糖所致衰老模型小鼠红细胞免疫功能的影响[J].黑龙江医药科学,2003,26(6):16.
[2]周佳丽,徐晓玉.中药防治脑缺血再灌注损伤的研究进展[J].中国药房,2007,18(18):1 419.
[3]李胜休,舒斯云,包新民,等.海仁藻酸损伤边缘区后对大鼠学习和记忆功能影响的研究[J].神经解剖学杂志,1996,12(3):37.
[4]裴 媛,林庶茹,李德新.脑老化的中医药实验研究进展[J].中国老年学杂志,2005,6:740.
[5]Andersen MB,Sams DF.Transient cerebral ischemia inhibits juvenile recognition in the mongolian gerbil[J].Pharmacol Biochem Behav,1997,56:19.
[6]Chan PH.Reactive oxygen radicals in signaling and damage in the ischemic brain[J].Cereb Blood Flow Metab,2001,21:2.
[7]Sugawara T,Chan PH.Reactive oxygen radicals and pathogenesis of neuronal death after cerebral ischemia[J].Antioxid Redox Signal,2003,5:597.
Study on theAnti-agingAction of the Extracts ofCuscuta chinensisin NaturalAging Mice
LAN Hong,DU Shi-ming(Taihe Hospital of Yunyang Medical College,Shiyan 442000,China)
OBJECTIVE:To observe the Anti-aging activity of the extracts ofCuscuta chinensisin natural aging mice.METHODS:Natural aging mice were given the extracts ofC.chinensisvia i.g.gtt.Y-type electric maze was used to determine their abilities of learning and memory,then biochemical method was adopted to detect the activity of superoxide dismutase(SOD)and glutathione peroxidase(GSH-PX),and the content of malondialdehyde(MDA)in cerebral tissues of aging mice.RESULTS:The test behavior of mice expressed thatC.chinensiscould significantly lower the correct percentage in Y-type electric maze test,but had little effect on the memory retention.The antioxidase activity experiment of cerebral tissues of mice expressed thatC.chinensiscould improve the activity of SOD and GSH-PX in mice cerebral tissue,and lower the contents of MDA.CONCLUSION:The anti-aging activity of the extracts ofC.chinensisis achieved by improving the activity of SOD and GSH-PX,and lowering the contents of MDA.
Extracts ofCuscuta chinensis;Anti-aging activity;Mechanism
R285;R976
A
1001-0408(2010)39-3667-03
*主管药师。研究方向:医院药学。E-mail:Lh76117611@163.com
2009-11-25
2010-03-29)