姜黄素通过抑制氧化应激改善AD模型大鼠的学习和记忆能力

温二生 薛进华 温贤铭

【摘 要】目的：研究姜黄素对AD模型大鼠学习和记忆能力的影响。方法：采用链脲佐菌素侧脑室立体定位注射的方法制备AD大鼠模型，腹腔注射姜黄素治疗2周后，Morris水迷宫检测学习记忆能力，并检测海马组织GSH-Px、SOD的活性及MDA的含量。结果：与模型组相比，姜黄素治疗组学习记忆能力显著改善，海马组织中SOD（P<0.01）和GSH-Px（P<0.01）的活性明显升高，MDA（P<0.01）含量顯著降低。结论：姜黄素能够改善AD模型大鼠的学习记忆能力，其机制可能与抑制海马区的氧化应激反应有关。

【关键词】姜黄素;AD;氧化应激

中图分类号： R542.2 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）12-0014-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.006

阿尔茨海默病 （Alzheimers Disease，AD）是引起老年痴呆症的主要原因，属于中枢神经系统退行性疾病，患者可表现为记忆力减退，认知功能障碍以及行为改变等临床症状[1]。AD发病率与年龄密切相关，由于世界人口老龄化过程不断加剧，AD的发病率也呈现逐年上升的趋势，日益成为全球范围广泛关注的社会问题，给家庭和社会带来沉重的精神和经济负担。目前，AD的发病机制还不清楚，尚无有效的防治措施，因此寻找能够防治AD的有效药物具有重大的社会效益和经济效益。

姜黄素（curcumin，Cur）是一种广泛使用的中药材-姜黄的主要活性成分，姜黄素具有抗炎抗氧化、促进神经发育以及改善大脑的认知功能等作用[2-3]，研究发现姜黄素能够提高细胞还原型谷胱甘肽（Glutathione， GSH）的水平，减少活性氧的产生，能够清除活性氧和活性氮等自由基的氧化作用[4]，以及抑制脂质过氧化反应，清除过氧化反应中产生的活性自由基。

自由基的产生是引起氧化应激的重要因素，而氧化应激在AD发病的早期扮演着重要角色[5]。过度的氧化应激不仅能够引起神经细胞死亡，还会导致大脑组织损伤[6]，因此，抑制氧化应激可能是预防AD的重要举措。本实验采用链脲佐菌素侧脑室立体定位注射的方法制备AD大鼠模型，研究姜黄素对AD模型大鼠学习记忆的保护作用，并探讨其保护作用与氧化应激的关系。

1 材料与方法

1.1 实验动物

清洁级SD大鼠30只，雄性，体重240-280g，购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司，许可证号SCXK （湘） 2016-0002，动物房常规饲养，恒温恒湿，12h昼夜规律（白昼时间为早8：00-晚8：00），所有操作均符合动物伦理。

1.2 试剂及药物

姜黄素，链脲佐菌素购自美国Sigma公司，SOD、MDA、GSH-Px检测试剂盒均购自南京建成生物工程研究所，其他试剂均为国产分析纯。

1.3 实验方法

1.3.1 AD模型制备：侧脑室立体定位注射链脲佐菌素[7]。

1.3.2 实验分组

实验大鼠随机分成3组：对照组、AD模型组、Cur治疗组，每组10只。治疗组在AD造模后腹腔注射姜黄素（100mg/kg），每天一次，连续2周。对照组和模型组给予等体积的生理盐水。

1.3.3 Morris水迷宫实验：

姜黄素治疗2周后进行水迷宫实验，连续测试6天，实验分为两部分：定位航行试验5天，第1天放在撤除平台的池中游泳60s，适应水迷宫环境，第2天开始正式实验，4个象限轮流作为入水点，大鼠面向池壁放入池中，记录大鼠找到平台的时间即逃避潜伏期，测试时间120s，若大鼠找到平台或120s未找到平台（逃避潜伏期为120s），测试者将其引导至平台上，并停留30s，再行下次试验。空间探索实验1天，第6天撤除平台，任选一入水点将大鼠放入池中，记录60s内大鼠在池中的游泳路径。

1.3.4 海马组织生化指标检测

行为学检测完成后，处死大鼠，取海马组织进行匀浆，按照试剂盒操作说明书检测SOD、MDA、GSH-PX等指标。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0统计软件进行分析。数据用■±SEM表示，水迷宫潜伏期数据采用重复测量方差分析，多组样本均数比较采用方差齐性检验，组间比较用单因素方差分析，方差齐者用LSD法，方差不齐者用Tamhanes T2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 定位航行实验

随着检测次数的增加，各组大鼠逃避潜伏期呈缩短趋势。1-4 d AD模型组平均逃避潜伏期与对照组相比，均明显延长（P<0.01）;2-4 d Cur治疗组较AD模型组逃避潜伏期时间明显缩短（P<0.01），但与对照组相比，差异无统计学意义（P>0.05）（表1）。

2.2 空间探索实验

由表2可见，与对照组相比，AD模型组在目标象限停留时间较短（20.47±3.82，P<0.01），穿越平台次数较少（1.82±0.92，P<0.01）;与AD模型组相比，Cur治疗组在目标象限停留时间较长（28.15±3.17，P<0.01），穿越平台次数增多（3.14±0.79，P<0.01）。表明Cur能够改善AD大鼠的学习和记忆能力。

2.3 姜黄素对AD大鼠海马组织SOD、GSH-Px活性及MDA含量的影响

如图1-图3所示，与对照组相比，AD模型组大鼠海马组织MDA（P<0.01）含量显著增高，SOD（P<0.01）及GSH-Px（P<0.01）活性明显降低;与AD模型组相比，姜黄素治疗组大鼠海马组织中MDA（P<0.01）含量明显降低;SOD（P<0.01）及GSH-Px（P<0.001）活性显著升高，差异有统计学意义。

3 讨论

AD是最常见的中枢神经系统退行性疾病，主要病理变化包括大脑皮质弥散性萎缩、神经原纤维缠结以及老年斑形成等改变，以进行性认知和记忆功能障碍为主要临床症状。目前尚无有效的治疗措施，因此寻找能够防治AD的有效药物具有重要的社会意义。作为天然植物的提取物，姜黄素具有毒性低、不良反应小、药源广、价廉、服用方便等特点，能通过多种途径对AD发挥治疗作用，因此在临床上具有良好的应用价值及发展前景。

本实验采用Morris水迷宫检测各组大鼠的学习和记忆能力，结果显示，与对照组相比，AD模型组大鼠逃避潜伏期时间更长，在目标象限停留时间缩短，穿越平台次数较少;与AD模型组大鼠相比，姜黄素治疗后逃避潜伏期时间明显缩短，在目标象限停留 时间延长，穿越平台次数明显增多，提示姜黄素能够改善AD模型大鼠的學习和记忆能力。通过对海马区氧化应激指标的检测发现，AD模型大鼠海马组织中MDA含量升高，SOD和GSH-Px活性降低，给予姜黄素治疗后，SOD和GSH-Px的活性明显升高，MDA含量显著降低，提示姜黄素可能通过抑制氧化应激过程发挥保护作用，进而改善AD模型大鼠的学习和记忆能力。

【参考文献】

[1]Lin L，Zheng LJ，Zhang LJ.Neuroinflammation，Gut Microbiome，and Alzheimer's Disease[J].Mol Neurobiol.2018，55：8243-8250.

[2]陈鑫.姜黄素对阿尔茨海默病小鼠学习记忆能力及海马细胞的影响.中国老年学杂志[J].2016，36：6056-6058.

[3]叶莉莎，韩园，刘启星等.姜黄素对阿尔茨海默病大鼠学习记忆及HMGB1和JNK表达的影响.中国病理生理杂志[J]. 2014，30（6）：1114-1118.

[4]杨融辉，张宁.姜黄素对阿尔茨海默病作用机制的研究进展.东南大学学报（医学版）[J].2015，34（1）：152-155.

[5]Vina J，Lloret A，Alonso D，et al.Molecular bases of the treatment of Alzheimer's disease with antioxidants：prevention of oxidative stress[J].Mol Aspects Med，2004;25（1-2）：117-23.

[6]方威，胡国章，刘乃杰.阿尔茨海默病与氧化应激的研究进展.中国老年学杂志[J].2017，37（20）：5205-5207.

[7]Liu P，Zou L，，Jiao Q，et al.Xanthoceraside attenuates learning memory deficits via improving insulin signaling in STZ-induced rats[J].Neurosci Lett，2013，543：115-120.

※基金项目：江西省教育厅项目（GJJ13686）;江西省卫生厅科技项目（20122032）。

作者简介：温二生，49岁，男，汉族，江西于都人，硕士，副教授，赣南医学院生理学教研室，主要从事神经退行性疾病发病机制的研究。

*通讯作者：温二生，生理学副教授，主要从事神经退行性疾病发病机制的研究。