梓醇和異菝葜皂苷元對(duì)擬AD模型突觸可塑性的修復(fù)作用及其機(jī)制研究.pdf

1、阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一種多發(fā)于老年人的神經(jīng)退行性疾病,其臨床癥狀主要表現(xiàn)為認(rèn)知能力下降和記憶丟失。既然學(xué)習(xí)記憶的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性,尤其是突觸可塑性,那么突觸傳遞效能和突觸形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變很可能是認(rèn)知功能下降的關(guān)鍵因素。大量證據(jù)已經(jīng)表明,突觸損傷是AD的早期病理變化,并與認(rèn)知功能下降有很好的相關(guān)性。因此本文主要從突觸再生和突觸功能兩個(gè)方面出發(fā),研究中藥活性成分梓醇(Catalpo

2、l)和異菝葜皂苷元(Smilagenin,SMI)對(duì)擬AD模型突觸可塑性的修復(fù)作用及其可能的機(jī)制。
　　在整體實(shí)驗(yàn)中,我們采用自然衰老SD(Sprague Dawley)大鼠作為擬AD模型。連續(xù)喂服溶媒、梓醇或SMI兩個(gè)月后,通過物體辨別實(shí)驗(yàn)來評(píng)價(jià)各組動(dòng)物的認(rèn)知功能。行為學(xué)分析發(fā)現(xiàn),梓醇和SMI都能夠改善擬AD模型動(dòng)物的認(rèn)知功能。Westem blot結(jié)果分析表明,模型動(dòng)物的皮層和海馬均出現(xiàn)突觸小泡蛋白(Synaptophysin

3、)、突觸后密度蛋白-95(Postsynaptic density-95,PSD-95)和發(fā)動(dòng)蛋白(Dynamin1)含量顯著下降,而梓醇和SMI使這些突觸蛋白含量恢復(fù)到青年對(duì)照組水平。與青年對(duì)照動(dòng)物相比,模型動(dòng)物的突觸結(jié)合蛋白(Synaptotagmin)在皮層的表達(dá)量下降,而其在海馬的含量沒有明顯變化。梓醇和SMI都沒有影響synaptotagmin在皮層和海馬的表達(dá)。
　　在離體實(shí)驗(yàn)中,我們采用AB損傷的原代皮層神經(jīng)元作為擬

4、AD模型。我們發(fā)現(xiàn)Aβ25-35(10μM)損傷神經(jīng)元12h后,延長(zhǎng)梓醇的作用時(shí)間或增加梓醇的作用濃度都不能夠提高損傷細(xì)胞的存活率:而10μM梓醇作用48h后可以增加損傷神經(jīng)元的微管相關(guān)蛋白-2(Microtubule-associated protein-2,MAP-2)陽(yáng)性突起長(zhǎng)度,并逆轉(zhuǎn)上述四種突觸蛋白的表達(dá)量下降。SMI和腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(Brain derived neurotrophic factor,BDNF)也具有相似

5、的作用,即不能提高Aβ25-35損傷神經(jīng)元的存活率,然而能夠逆轉(zhuǎn)上述四種突觸蛋白的表達(dá)量下降。
　　考慮到蛋白激酶C(Protein kinase C,PKC)在突起延伸和突觸再生過程中的重要作用,我們通過抑制PKC活性來觀察梓醇、SMI和BDNF是否通過PKC通路發(fā)揮上述作用。結(jié)果顯示,梓醇、SMI和BDNF也都能逆轉(zhuǎn)Aβ1-42引起的MAP-2陽(yáng)性突起縮短和突觸蛋白表達(dá)下調(diào)。然而阻斷PKC通路后,梓醇對(duì)MAP-2陽(yáng)性突起和突觸

6、蛋白表達(dá)的修復(fù)作用完全消失;SMI對(duì)MAP-2陽(yáng)性突起的作用部分消失,其對(duì)PSD-95的作用完全消失,對(duì)synaptophysin的作用減弱,對(duì)dynamin1和synaptotagmin的作用沒有顯著改變;而BDNF對(duì)損傷神經(jīng)元MAP-2陽(yáng)性突起和突觸蛋白的作用沒有明顯變化。
　　綜上所述,梓醇和SMI能夠顯著改善記憶,促進(jìn)損傷神經(jīng)元的突起再生和突觸重構(gòu),增強(qiáng)突觸功能。其中梓醇主要是通過PKC通路發(fā)揮神經(jīng)修復(fù)作用,而SMI則為部