姜黄素对阿尔茨海默病模型小鼠记忆获得和巩固障碍的影响

赵 苗，柯婷梅，欧阳昌汉

(湖北科技学院药学院，湖北 咸宁 437100)



姜黄素对阿尔茨海默病模型小鼠记忆获得和巩固障碍的影响

赵 苗，柯婷梅，欧阳昌汉*

(湖北科技学院药学院，湖北 咸宁 437100)

目的 研究姜黄素对阿尔茨海默病模型小鼠记忆获得和巩固障碍的保护作用。方法 昆明种小鼠随机分成5组：正常组、模型组和姜黄素低、中、高剂量组(100、200、400mg/kg)。分别用东莨菪碱和亚硝酸钠建立学习记忆获得和巩固障碍模型，避暗法和Morris水迷宫检测小鼠的学习记忆能力。结果 姜黄素可显著缩短用东莨菪碱建造的记忆获得障碍模型小鼠在水迷宫中寻找平台的潜伏期以及撤去平台后小鼠在原平台象限的停留时间(P<0.05)；明显减少用亚硝酸钠建造的记忆巩固障碍模型小鼠避暗反应的错误次数，增长小鼠的潜伏期(P<0.05)。结论 姜黄素能改善东莨菪碱和亚硝酸钠所致小鼠学习记忆获得、巩固障碍。

姜黄素；东莨菪碱；亚硝酸钠；记忆障碍

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是老年期痴呆的最普通类型，它是一种早期为记忆障碍，然后认知功能不断退化，甚至会导致神经精神症状和不同程度的行为能力障碍为特征的中枢神经退行性疾病[1]，尽管现代医学对AD的病因及发病机理的研究已达到分子水平，但在一直没有寻找到一些有效的药物治疗，近年来有许多学者将寻找治疗AD的药物转向了中国传统药物。

姜黄素(Curcumin)是姜科植物中提取得到的黄色色素，为酸性酚类抗氧化物质。现代药理学研究[2-3]表明，姜黄素抗炎、抗肿瘤、抗氧化、降血脂、改善缺血再灌注损伤等多种生物学功效，但其是否对神经退行性病变及学习记忆功能障碍具有保护作用，目前国内外报道较少。本课题旨在通过行为学实验观察姜黄素对阿尔茨海默病模型小鼠学习记忆获得和巩固障碍的影响，进而为AD记忆损害的研究，中药开发及应用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 动物 健康昆明种小白鼠100只，雌雄各半，体质量(24±2)g，由武汉大学动物实验中心提供，许可证号为SCXK(鄂)2008-0004。

1.2 药品及试剂 姜黄素:西安华萃生物技术有限责任公司产品，纯度>95%；氢溴酸东莨菪碱注射液:上海禾丰制药有限公司产品，批号为H31021519；亚硝酸钠：重庆药友制药有限公司产品，批号为H50020585；羧甲基纤维素钠:天津市恒兴化学试剂公司产品。

1.3 仪器 Morris水迷宫设备(直径100cm×高50cm)，中国医学科学院药物研究所产品；ZH-500型小鼠避暗仪(40cm×12cm)，安徽淮北正华生物仪器有限公司产品。

1.4 方法

1.4.1 东莨菪碱致小鼠记忆获得障碍模型的建立[4]昆明种小鼠50只随机分为5组：正常组、模型组、姜黄素低、中、高剂量组(100、200、400mg/kg)。将姜黄素溶入1%羧甲基纤维素钠溶液中，灌胃给药，正常组及模型组给予等体积羧甲基纤维素钠溶液，1次/d，连续14d。于灌胃给药第9d开始进行Morris水迷宫实验。除对照组外，各小鼠于训练前15min腹腔注射东莨菪碱2mg/kg。

Morris水迷宫实验设备由圆形水池和水池上空摄像机以及带Morris数据处理系统的计算机组成。实验分为定位航行和空间探索实验两部分，训练前24h将小鼠放在水池里自由游泳2min，以适应游泳并筛去不会游泳小鼠。第一部分定位航行实验：训练开始前先让小鼠在平台上适应10s，后随机从1个象限的入水点把小鼠面向池壁放人水池中，时限为120s，记录小鼠找到平台所需时间(即为逃避潜伏期)，再由下一象限入水进行实验，每个象限之间的训练时间相隔1h，若小鼠在120s内未找到平台，须将其引至平台停留10s，这时逃避潜伏期记为120s。小鼠训练完后擦干放入鼠笼，以免小鼠感冒，实验历时5d。第二部分空间探索实验：在训练第6d拿掉水下平台，从原平台所在象限的对面象限的入水点将小鼠放入水池，记录在120s内小鼠穿过平台所在象限的时间。

1.4.2 亚硝酸钠致小鼠记忆巩固障碍模型的建立[5]另取昆明种小鼠50只，实验分组与给药同上。于灌胃给药的第13d开始进行被动回避实验训练。除对照组外，各组小鼠于训练结束后立即皮下注射亚硝酸钠溶液120mg/kg。

被动回避实验设备由穿梭箱、刺激控制器和计算机组成。穿梭箱包括左右两个同等大小的隔室(compartment)，其中一个隔室用黑色布包裹，形成暗箱，另外一个为明室，两个隔室之间有一直径为3.0cm的洞口。隔室地板为铜栏，只有暗箱的铜栅地板与刺激器相联，刺激器可通36v的电流。训练之前先将小鼠头背对着洞口放入明室，适应环境3min，然后通电流，小鼠因喜暗恶光习性进入暗室则遭受电击，此时小鼠可自行返回明室，获得记忆，按此方式训练5min。电刺激24h后对小鼠进行记忆保持试验，需要记录小鼠首次进入暗室的时间(即为避暗潜伏期)，还需记录5min之内小鼠进入暗室的次数(即为错误次数)，小鼠5min之内未进入暗室的按潜伏期为300s计算。

2 结 果

2.1 姜黄素对东莨菪碱致小鼠记忆获得障碍的影响 定向航行实验显示：各组小鼠的游泳速度无明显统计学差异，随着训练时间的增加，各组小鼠的平均逃避潜伏期越来越短。训练的第1、2d，各组小鼠寻找平台的逃避潜伏期都没有统计学差异(P>0.05)；从第3d起，与正常组相比，模型组小鼠的平均潜伏期明显增长(P<0.01)，提示东莨菪碱诱导小鼠出现获得性学习记忆功能障碍。从第3d起，与模型组比较，中、高剂量姜黄素组小鼠平均潜伏期明显缩短(P<0.05)。结果见表1。

表1 姜黄素对东莨菪碱致记忆获得障碍小鼠逃避潜伏期的影响±s，n=10)

与正常组比较，*P<0.01;与模型组比较，#P<0.05

空间探索实验显示：平台撤销后，正常组和姜黄素中剂量组小鼠的运动轨迹大部分在原平台象限，其次小鼠活动比较多的象限是在原平台象限相邻的左右两个象限，最少活动轨迹的是原平台象限对面的那个象限；模型组小鼠基本上是围绕着池壁游泳，运动轨迹随机分布于各象限之中，没有什么规律，而且穿越原平台所在位置的次数较少。结果见图1(封二)，与正常组比较，模型组小鼠在原平台所在象限停留的时间明显缩短(P<0.01)。而低、高剂量姜黄素组与模型组比较停留时间无统计学差异，中剂量姜黄素组比模型组小鼠在原平台象限停留时间显著增加(P<0.05)。结果见表2。

表2 姜黄素对东莨菪碱致记忆获得障碍小鼠在原平台所在象限停留时间的影响±s，n=10)

与正常组比较，*P<0.01;与模型组比较，#P<0.05

2.2 姜黄素对亚硝酸钠所致小鼠记忆巩固障碍的影响 在24h后记忆保持测试中，与正常组小鼠相比，模型组小鼠被动回避实验的错误次数明显变多，且逃避潜伏期明显缩短(P<0.01)，说明亚硝酸钠诱导的模型小鼠的记忆巩固出现障碍。与模型组相比，中剂量姜黄素显著减少了小鼠5 min内错误次数(P<0.05)，低、高剂量姜黄素组小鼠错误次数也有一定的减少，但与模型组相比无统计学差异。此外，中、高剂量姜黄素与模型组相比尚可明显延长小鼠避暗潜伏期(P<0.05)。结果见表3。

表3 姜黄素对亚硝酸钠致记忆巩固障碍小鼠的影响±s，n=10)

与正常组比较，*P<0.01;与模型组比较，#P<0.05

3 讨 论

阿尔茨海默病(AD)作为是一种在病理学上主要以神经元纤维缠结以及神经元丢失、皮肤出现老年斑等为显著特征，临床表现为记忆力逐渐衰退、认知、精神、行为出现异常情况，病因极其复杂的一种慢性神经退行性疾病[6]。到目前为止，虽然还没有任何一个动物模型可完全模拟，但制备动物模型可以从整体行为水平研究学习记忆。学习是人和动物为了适应环境反复练习、经验的过程，记忆是学习后经验的保持和再现，所以学习和记忆是两个相互联系的复杂过程，包含记忆的获取、巩固以及再现等多个环节[4]。

抗胆碱药东莨菪碱通过阻断M受体，可阻断大脑皮层和海马等处的胆碱能神经传递，抑制条件反射的形成，能明显干扰动物学习以及学习后的短时记忆，影响记忆的获得环节，引起记忆获得性障碍[7]。脑血流量约占全身总血流量的17%左右，血液循环障碍可直接导致脑组织缺血缺氧，此时脑的正常生理功能就会遭到破坏，从而损害记忆功能。亚硝酸钠为致脑缺氧剂，通过诱导机体血红蛋白变性，进而引起脑组织缺血缺氧，造成脑缺血性记忆巩固障碍。因此，降低中枢乙酰胆碱酯酶活性、改善胆碱能神经传递以及改善神经细胞血流供应与能量代谢的药物在阿尔茨海默病的防治中具有重要作用。

有文献报道[8]，姜黄素可降低衰老大鼠脑组织乙酰胆碱酯酶活性，改善中枢胆碱能代谢；可通过抗炎、抗氧化、改善脑组织血流供应等多种途径保护缺血神经细胞，这些效应均为姜黄素在阿尔茨海默病的防治中提供可能。本研究发现，姜黄素能缩短东莨菪碱小鼠记忆获得障碍模型在水迷宫中寻找平台的潜伏期，以及延长撤去平台后小鼠在原平台象限的停留时间；姜黄素能够减少亚硝酸钠小鼠记忆巩固障碍模型避暗反应的错误次数，延长其潜伏期，说明姜黄素对阿尔茨海默病模型记忆获取和巩固障碍具有一定的保护作用，其作用机制有待进一步研究，可能与恢复脑内胆碱能代谢及改善细胞能量代谢有关。

[1]李斌,谢淑玲,彭丽燕,等.3种拟痴呆动物模型在Morris水迷宫行为学测试中学习记忆行为的差异[J].医学研究生学报，2014,7(27):683

[2]葛跃伟,高慧敏,王智民.姜黄属药用植物研究进展[J].中国中药杂志，2007,32(23):2461

[3]罗廷顺,李洪文,刘正文,等.姜黄素的提取分离与药理作用研究进展[J].现代药物与临床，2011,26(2):102

[4]李长禄，王红梅，王立为.肾虚型老年痴呆大鼠模型的复制[J].安徽中医学院学报，2013,32(3):62

[5]皋聪,王传社,巫冠中,等.苁蓉总苷对小鼠学习记忆障碍的影响[J].中药新药与临床药理,2005,16(3):162

[6]应侠,吴振,严雷,等.阿尔茨海默病的发病机制及治疗药物研究进展[J].中国药房,2014,25(33):3152

[7]邓莉,王今朝,杨莉,等.胆碱转运体与阿尔茨海默病[J].生物化学与生物物理进展，2014,41(12):1207

[8]SHUKLA P K,KHANNA V K,ALI M M,et al.Anti-ischemic effect of curcumin in rat brain[J].Neurochem Res,2008,33(6):1036

Effect of Curcumin on Memory Acquisitionand Consolidation in Alzheimer's Disease Model Mice

ZHAO Miao，KE Ting-mei，OUYANG Chang-han

(SchoolofPharmacy,HubeiUniversityofScienceandTechnology,XianningHubei437100,China)

Objective To study the effect of curcumin on memory acquisition and consolidation in Alzheimer's disease model mice.Methods Kunming mice were divided randomly into 5 groups: nomal control group，model group and low，middle，high doses of curcumin groups (100，200，400 mg/kg).The models of scopolamine-induced impairment of learning and sodium nitrite-induced impairment of memory consolidation were established in mice.Step-through test and Morris water maze test were used to observe the memory acquisition and consolidation ability.Results Oral administration of curcumin significantly reduced the numbers of errors，prolonged the latency induced by sodium nitrite in step-through test(P<0.05)，shortened escape latency in scopolamine-induced memory impairment mice in Morris water maze，and prolongedthe total time that the mice swam in the targetquadrantafter the platform was removed(P<0.05).Conclusion Curcumin can improvescopolamine andsodium nitrite-induced impairment of memory acquisition and consolidation in mice.

Curcumin; Scopolamine;Sodium nitrite;Memoryimpairment

，E-mail:176788542@qq.com

R285.5

A

2095-4646(2016)05-0372-03

10.16751/j.cnki.2095-4646.2016.05.0372

2016-04-15)