马鞭草水煎液对老年痴呆小鼠学习记忆的影响
2011-08-25谭文波王振富
谭文波 王振富
湖北民族学院医学院,湖北 恩施 445000
马鞭草 (Verbena officinalis L.)为马鞭草科马鞭草属植物马鞭草的全草,具有清热解毒、通经散瘀、利尿消肿、免疫调节、促进神经生长因子介导的轴突生长等功效[1]。常用于治疗咽喉肿痛,跌打损伤等症”。湖北恩施马鞭草资源极为丰富,在民间已有广泛的应用,有很好的药用开发应用价值[2]。马鞭草苷具有多种药理活性,尤其是在神经保护方面,其作用机制更是多靶点、多环节、多途径,因此对老年痴呆、帕金森氏病等神经退行性病变的防治具有很好的作用[3]。目前有关马鞭草防治老年痴呆作用的研究尚无完整的实验报道。为此,我们观察本地区马鞭草水煎液对AD模型小鼠的保护作用,旨在为进一步研制开发该药提供实验数据。
1 材料
1.1 动物 2月龄KM种小鼠40只,体重20.0±2.1g,雌雄各半,由华中科技大学同济医学院提供。
1.2 药物与试剂 马鞭草水煎液:取购于恩施药材公司的马鞭草,用水煎煮3次,过滤后,浓缩成lg/ml的溶液,即得 (水煎液由本院自制)。维生素E(盛泽化工),D-半乳糖 (上海恒信化学试剂有限公司),小鼠总β淀粉样蛋白 (Aβ)Elisa试剂盒 (上海博耀生物科技有限公司)。
1.3 实验仪器及器械 GL-20GII型高速低温离心机,避暗实验视频分析系统,Multikan MK3酶标仪,电子分析天平,内切式组织匀浆机,低温冰箱。
2 方法
2.1 分组及给药 40只小鼠随机分为对照组、模型组、马鞭草组和阳性组,每组10只,雌雄各半。除对照组外,其他各组均每天颈背部皮下注射5%D-半乳糖生理盐水溶液0.025ml/g,对照组每天颈背部皮下注射等量的生理盐水,连续注射42d。造模同时开始灌胃给药,马鞭草组按20g/kg体重给药,阳性组给予维生素E 50mg/kg灌胃,对照组与模型组每天灌服等量生理盐水,连续用药42d。
2.2 避暗实验 于43d将小鼠背着洞口放人明室,记录首次放入5min内小鼠进入暗室被电击次数 (错误次数),作为学习获得成绩;24h后再次测验,记录潜伏期 (即将小鼠放人明室开始计时,到鼠体1/3进入暗室触电的时间)和5min内小鼠进入暗室被电击次数 (错误次数),作为记忆保持成绩。
2.3 Aβ含量测定 行为学测试后,摘取小鼠眼球取血约1ml,血液离心取血清置于4℃冰箱储存待测。取血后,迅速断头取脑,放入冰冷的生理盐水中漂洗,除去血液,滤纸拭干,称重,放入玻璃匀浆器中,加入冷的生理盐 (生理盐水的体积总量是脑组织重量的9倍),用内切式组织匀浆器进行匀浆 (匀浆时间10秒/次,间隙30秒,连续5~6次,在冰水中进行)。将制备好的10%匀浆用低温离心机3000r/min左右离心10~15分钟,取适量离心好的匀浆上清液备用。Aβ含量测定按试剂盒说明进行。
2.4 统计学方法 所有结果用SPSS统计软件进行统计学处理,计量资料用均数加减标准差表示,组间比较采用t检验。
3 结果
3.1 马鞭草水煎液对AD模型小鼠避暗实验的影响见表1。从表1可见,与对照组小鼠比,AD模型组小鼠的首次避暗错误次数和24h后避暗错误次数明显增多,24h避暗潜伏期明显缩短 (P<0.01),表明AD模型组小鼠出现了学习记忆障碍;与模型组小鼠比,马鞭草组及阳性组小鼠,首次避暗错误次数和24h后避暗错误次数明显减少,24h避暗潜伏期明显延长 (P<0.01),说明马鞭草改善其学习及记忆能力,具有明显促智作用。
表1 避暗实验测定结果
3.2 马鞭草水煎液对AD模型小鼠Aβ含量的影响见表2。
表2 Aβ含量测定结果
从表2可见,与对照组比较,AD模型组小鼠的总β淀粉样蛋白在血清和脑组织的含量都显著增加 (P<0.01),表明D-半乳糖可增加小鼠β淀粉样蛋白的表达;与模型组小鼠比较,马鞭草组及阳性组小鼠血清和脑组织内β淀粉样蛋白的含量显著降低 (P0.01),表明马鞭草抑制了AD模型小鼠β淀粉样蛋白的表达。
4 讨论
老年痴呆症又称阿尔茨海默病,是发生在老年期及老年前期的一种原发性退行性脑病。临床表现为认知和记忆功能不断恶化。其特征性病理变化为大脑皮层萎缩,并伴有β淀粉样蛋白沉积,神经原纤维缠结,大量记忆性神经元数目减少,以及老年斑的形成。
本实验以5%D-半乳糖生理盐水溶液按0.025ml/g颈背部皮下注来制备AD小鼠模型。通过避暗行为学实验发现:与对照组小鼠比较,较AD模型组小鼠首次避暗错误次数和24h后避暗错误次数明显增多,避暗潜伏期明显缩短 (P<0.01),表明AD模型小鼠出现了明显的学习记忆障碍,说明老年痴呆小鼠模型的制备是成功的。但与模型组小鼠比较,马鞭草水煎液治疗组及维生素E治疗组小鼠,首次避暗错误次数和24h后避暗错误次数明显减少,避暗潜伏期明显延长 (P<0.01),说明马鞭草水煎液改善了其定向学习及记忆能力,对老年痴呆小鼠具有明显的治疗作用。
Aβ的神经毒性学说是目前公认的老年痴呆症发生的最主要原因。该学说认为,沉积在神经元周围的Aβ通过诱导细胞凋亡造成AD神经元丢失;Aβ分子的β片层结构可以促进Aβ聚集成不溶性纤维,不易被蛋白酶降解,进一步形成极难溶的沉淀,由此生成老年斑;淀粉样斑块部位氧化应激升高而造成老化损伤[4,5]。这种经毒性损伤会促使老年痴呆症出现特征性病理变化。形成这种变化的直接原因是β淀粉样蛋白的过度表达。本实验发现,与对照组比较,模型组小鼠的β淀粉样蛋白在血清和脑组织的含量都显著增加(P<0.01),与模型组小鼠比较,马鞭草组及阳性组小鼠血清和脑组织内β淀粉样蛋白的含量显著降低 (P<0.01),说明D-半乳糖通过增加小鼠β淀粉样蛋白的表达,造成神经毒性损伤,使其衰老痴呆;而马鞭草水煎液可抑制AD模型小鼠β淀粉样蛋白的表达,从而有效地避免了神经毒性损伤,使AD模型小鼠学习记忆能力得到明显的改善。证明马鞭草水煎液能提高AD模型小鼠学习记忆能力,β淀粉样蛋白表达水平降低可能是其作用机制之一。
[1]谢宗万.全国中草药汇编 (上册)[M].第2版.北京:人民卫生出版社,2000:352-353.
[2]杨付明.湖北恩施地区治疗疑难杂症用药概要[J].中国民族民间医药杂志,2003,03:154-155.
[3]陈兴丽,孟岩,张兰桐.马鞭草化学成分和药理作用的研究进展[J].河北医药,2010,32(l5):2089-2091.
[4]Soledad Miranda.The role of oxidative in the toxicity induced by amyloid β -peptide in Alzheimer’disease[J].Progress in Neurobiology,2O0O,62(8):633-648.
[5] Christian Behi.Alzheimer’s disease and oxidative stress:implications for novel therapeutic approaches[J].Porg Neurobiol,1999,57:301-323.