丹銀提取物對血管性癡呆模型大鼠海馬長時程增強的影響
張敏李永江潘婭陳粲
(貴陽醫(yī)學院生理學教研室, 貴州貴陽550004)
摘要〔〕目的探討丹銀提取物對血管性癡呆(VD)模型大鼠海馬長時程增強(LTP)的影響。方法采用改良的4-VO法建立VD模型大鼠,術(shù)后給予丹銀提取物治療,用Morris水迷宮檢測大鼠學習記憶能力,在體記錄大鼠海馬LTP。結(jié)果經(jīng)丹銀提取物治療后,VD模型大鼠學習記憶能力明顯改善。LTP實驗:模型組與對照組比較,高頻刺激后峰電位(PS)幅值和興奮性突觸后電位(EPSP)斜率均明顯減小(P<0.01),用藥組與模型組比,高頻刺激后PS幅值和EPSP斜率均增大(P<0.01)。結(jié)論丹銀提取物能改善VD大鼠學習和記憶能力,其機制可能與其促進VD模型大鼠海馬病理性突觸可塑性的恢復有關(guān)。
關(guān)鍵詞〔〕血管性癡呆;銀杏葉提取物;丹酚酸B;長時程增強
中圖分類號〔〕R743〔文獻標識碼〕A〔
基金項目:貴陽市科技局資助項目(T2006-12)
第一作者:張敏(1973-),女,副教授,碩士,碩士生導師,主要從事神經(jīng)疾病研究。
血管性癡呆(VD)是指各種腦血管疾病引起的腦功能障礙而產(chǎn)生的獲得性智能損害綜合征,以記憶、認知功能缺損為主,是我國最常見的癡呆之一〔1〕,但其確切發(fā)病機制尚不明了,也缺乏特效的療法。研究發(fā)現(xiàn),VD大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元之間突觸數(shù)量及形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化〔2〕,而海馬齒狀回長時程增強(LTP)是突觸可塑性變化的典型表現(xiàn)形式之一〔3〕。中醫(yī)藥在本病的治療方面具有一定優(yōu)勢,不僅能明顯改善近期臨床癥狀,而且可延緩病程進展,提高生活質(zhì)量。本實驗觀察銀杏葉提取物聯(lián)合丹參提取物(丹銀提取物)對VD模型大鼠學習記憶及LTP化的影響,以探討丹銀提取物對VD病的促智機制。
1材料和方法
1.1材料健康、雄性SD大鼠60只,體重為300~350 g,由貴陽醫(yī)學院動物中心提供,使用許可證號:SYXY(黔)2002-0001。丹酚酸B(60%)和銀杏葉提取物(黃酮 ≥24%、內(nèi)脂≥6%)購自西安鴻生生物技術(shù)有限公司。
1.2方法
1.2.1動物分組將60只SD大鼠隨機分成3組:VD模型組(模型組)、對照組、用藥組,每組20只,因?qū)嶒炦^程中有大鼠死亡,故最終對照組15只,模型組10只,用藥組14只。
1.2.2VD模型的制作采用改良Pulsinelli四血管阻斷法建立VD動物模型〔4〕。大鼠麻醉后行背側(cè)頸部正中切口,用電凝針插入翼小孔灼斷雙側(cè)椎動脈,造成永久性閉塞; 24 h后再夾閉雙側(cè)頸總動脈5 min×3次,每次間隔1 h。對照組大鼠不燒灼椎動脈及夾閉頸總動脈,其余步驟同前。
1.2.3治療造模后用藥組給予銀杏葉提取物96 mg/kg和丹酚酸B 36 mg/kg分別溶于2 ml蒸餾水中灌胃。對照組、模型組分別給予相同容量的生理鹽水灌胃。灌胃1次/d,連續(xù)4 w。
1.2.4水迷宮實驗各組大鼠于用藥后第3周開始進行Morris水迷宮實驗。實驗的第1~6天進行定向航行實驗,第7天進行空間探索實驗。
1.2.5LTP實驗刺激及記錄方法〔5〕各組大鼠于Morris水迷宮實驗完成后(實驗第4周)進行LTP實驗。使用BL-420生物機能實驗系統(tǒng)先給予波寬0.1 ms的單脈沖(方波)刺激,在海馬DG區(qū)記錄誘發(fā)群峰電位(PS)的產(chǎn)生,刺激強度逐漸增大,直到PS波幅不再增高時的刺激強度為最大刺激強度。然后用1/2最大刺激強度的單刺激連續(xù)刺激并記錄30 min,1次/min,為測試刺激,之后采用相同刺激強度的高頻刺激(HFS),其波寬為0.1 ms,頻率100 Hz ,5個脈沖/串,串間隔0.2 s,脈沖總數(shù)100,最后用與測試刺激相同的單刺激作為檢驗刺激,持續(xù)記錄90 min。
1.3統(tǒng)計學方法采用SPSS11.5進行SNK檢驗。
2結(jié)果
2.1Morris 水迷宮實驗如表1所示,在第1~6天的Morris水迷宮定向航行實驗中,各組的平均逃避潛伏期均呈日漸縮短的趨勢,模型組與對照組比較,平均逃避潛伏期在實驗進行的第2~6天顯著延長(P<0.05,P<0.01);用藥組與模型組比較,實驗的第2~6天平均逃避潛伏期均縮短(P<0.05,P<0.01)。如表2所示,在第7天的Morris水迷宮空間探索實驗中,模型組與對照組比較,第3象限活動時間明顯縮短、穿越站臺次數(shù)明顯減少(P<0.01)。用藥組與模型組比較,第3象限活動時間延長、穿越站臺次數(shù)增多(P<0.01)。
2.2海馬長時程增強實驗PS幅值變化如表3所示,對照組在HFS后PS幅值明顯增大,且表現(xiàn)為持續(xù)性增加,PS幅值相對值最高達194%;模型組在HFS后PS幅值增大程度較??;用藥組PS幅值在HFS后迅速且持續(xù)性增加,90 min時達到186%水平; HFS后模型組與對照組相比,PS幅值明顯減小(P<0.01);用藥組與模型組相比,PS幅值明顯增大(P<0.01)。
表1 各組大鼠定向航行實驗每日平均逃避潛伏期 ± s,s)
與對照組比較:1)P<0.05,2)P<0.01;與模型組比較:3)P<0.05,4)P<0.01
表2 各組大鼠空間探索實驗第3象限活動時間
與對照組比較:1)P<0.01;與模型組比較:2)P<0.01,表3同
2.3LTP實驗EPSP斜率變化如表4所示,對照組在HFS后EPSP斜率迅速增加,最高達20.6%;模型組EPSP斜率在HFS后維持在100%左右的較低水平,到90 min時減小到100%以下水平;用藥組EPSP斜率在HFS后增加,最高時達到199%; HFS后模型組與對照組相比EPSP斜率明顯減小(P<0.01);用藥組與模型組比,EPSP斜率明顯增大(P<0.05,P<0.01)。
表3 各組大鼠海馬齒狀回HFS后各時點
表4 各組大鼠海馬齒狀回HFS后各時點
與對照組比較:1)P<0.01;與模型組比較:2)P<0.05,3)P<0.01
3討論
VD的臨床表現(xiàn)主要以記憶、認知功能缺損為主,VD大鼠海馬缺血損傷,學習記憶下降。本實驗結(jié)果顯示模型組大鼠學習記憶能力較對照組明顯降低,用藥組學習記憶能力較模型組提高,表明采用改良四血管阻斷法能成功模擬VD大鼠缺血后學習記憶能力減退。
研究表明,動物空間學習記憶能力的增強或損傷與其海馬LTP活動的提高與降低密切相關(guān)〔6,7〕,提示海馬LTP是反映學習記憶路徑形成的神經(jīng)模式及神經(jīng)元生理活動的一個重要指標。本實驗以HFS前PS幅值和EPSP斜率為標準(HFS前的數(shù)值為1,即100%),記錄HFS后不同時間點的相對PS幅值和EPSP斜率,并以此反映海馬齒狀回LTP的誘導和維持,PS幅值和EPSP斜率增大都反映了突觸后細胞同步活動的增強。研究表明,VD大鼠海馬突觸結(jié)構(gòu)多組參數(shù)發(fā)生變化是影響海馬LTP的維持和誘導的組織學基礎(chǔ),突觸可塑性依賴于不同突觸前、突觸后神經(jīng)元機制和突觸周圍的膠質(zhì)細胞〔8〕。
丹參具有活血化淤、通經(jīng)活絡(luò)之功效,丹酚酸B是從丹參中分離出的水溶性酚酸類化合物,是丹參中重要的有效成分之一〔9〕。丹酚酸B透過血腦屏障后,具有很強的抗氧化作用,對腦缺血和缺血再灌注引起的腦損傷發(fā)揮保護作用,可縮小缺血區(qū)面積,改善腦缺血引起的學習記憶和行為學障礙〔10〕。銀杏葉提取物(Egb)主要成分為黃酮類和萜內(nèi)酯化合物等,對腦組織及腦神經(jīng)細胞的活性有保護作用。研究表明〔11〕,Egb可以擴張腦血管,增加腦血流量,促進血液循環(huán),對抗腦缺血性損傷;同時可調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)含量,減少對神經(jīng)細胞的損傷,并可通過促進海馬膽堿的再攝取,減少M型膽堿受體和α2腎上腺受體及遞質(zhì)的丟失,從而發(fā)揮改善學習和記憶能力的功能。本實驗表明丹銀提取物可以改善VD大鼠的學習記憶,其機制可能與其易化VD大鼠海馬LTP有關(guān)。
4參考文獻
1Roman GC.Vascular dementia may be the most common form of dementia in the elderly 〔J〕.J Neurol Sci,2002;15(203-204): 7-10.
2趙小貞,王瑋,康仲涵.血管性癡呆大鼠海馬突觸結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化〔J〕.解剖學雜志,2002;25(1): 30-4.
3Jouvenceau A,Billard JM,Haditsch U,etal.Different phosphatase-dependent mechanisms mediate long-term depression and depotentiation of long-term depotentiation in mouse hippocampalCA1 area〔J〕.Eur J Neu-rosci,2003;2(3):341-9.
4趙勇,崔淑芳,湯球,等.血管性癡呆動物模型的研究進展〔J〕.上海實驗動物科學,2005;25(1):36-8.
5萬勤,張永祥.調(diào)心方對大鼠海馬腦片長時程增強效應的影響〔J〕.中國中西醫(yī)結(jié)合雜志,2002;22(11):41-2.
6Grant SGN,OcDell TJ,Karl KA,etal.Impaired long term potentiation,spatial learning,and hippocampal development in fynmutant mice〔J〕.Science,1992; 25(3B):1903-10.
7Korol DL,Abel TW,Church LT,etal.Hippocampal synap2tic enhancement and spatial learning in the Morriss wimtask〔J〕.Hippocampus,1993;25(3B):127-32.
8Slezak M,Pfrieger FW,Soltys Z.Synaptic plasticity astrocytes and morphological homeostasis〔J〕.J Physiol,2006;99(4B):84-91.
9Li LN. Water soluble active components of Salvia miltiorrhiza and related plants〔J〕.J Chin Pharm Sci, 1997;6(3):57-64.
10Du GH ,Qiu Y,Zhang JT.Salvianolic acid B protects the memory function against transient cerebral ischemia in mice〔J〕.J Asia Natural Prod Res(JANPR),2000;2(2):145-52.
11Caltagirone A,Weiss G,Pantopoulos K.Modulation of cellular iron metabolism by hydrogen Peroxide.Effects of H2O2on the expression and function of iron responsive element containing mRNAs in B6 fibroblasts〔J〕.J Biol Chem,2001;276(23):19738-45.
〔2014-03-17修回〕
(編輯趙慧玲/曹夢園)