本文關(guān)鍵詞： LW-AFC 阿爾茨海默病 快速老化小鼠 學習記憶 能量代謝 葡萄糖 己糖激酶 丙酮酸脫氫酶　出處：《廣州中醫(yī)藥大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：目的:腦能量代謝異常與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一種以進行性學習記憶功能衰退為主要臨床表現(xiàn)的神經(jīng)退行性疾病。本研究前期結(jié)果表明,AD模型動物快速老化小鼠(Senescence accelerated mouse/prone 8,SAMP8)隨增齡出現(xiàn)多種中樞學習記憶功能的進行性衰退,經(jīng)典中藥復方六味地黃湯(LW)及其活性成分復方六味地黃苷糖(LW-AFC)對SAMP8學習記憶具有明顯改善作用,該作用是否與調(diào)節(jié)腦內(nèi)能量代謝相關(guān)尚不明確。本研究以SAMP8為動物模型,觀察LW-AFC對SAMP8增齡性學習記憶損害的改善作用,并從調(diào)節(jié)能量代謝的角度探討了其可能的作用機制。方法:本研究選取2、6、12月齡雄性SAMP8小鼠為研究對象,同月齡的抗快速老化小鼠(Senescence accelerated mouse/resistance 1,SAMR1)作為對照,給予LW-AFC進行干預。藥物干預后應(yīng)用新異物體識別實驗、Morris水迷宮實驗、穿梭箱實驗等研究各組小鼠學習記憶功能的變化;應(yīng)用小動物氟脫氧葡萄糖正電子斷層掃描([18F]fluoro-2-deoxy-d-glucose positron emission tomography,FDG-PET)技術(shù)檢測小鼠腦內(nèi)葡萄糖攝取水平;應(yīng)用高效液相色譜法(High-performance liquid chromatography,HPLC)檢測小鼠海馬內(nèi)三磷酸腺苷(adenosine triphosphates,ATP)、二磷酸腺苷(adenosine diphosphates,ADP)和一磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)等能量物質(zhì)的增齡性變化,以檢測腦內(nèi)能量代謝情況;應(yīng)用Western blot法檢測葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(glucose transporters,GLUTs)及葡萄糖代謝關(guān)鍵酶(Hexokinase,HK)和丙酮酸脫氫酶(Pyruvate dehydrogenase,PDH)的表達情況;應(yīng)用分光光度法檢測HK、PDH的活性,探討LW-AFC對能量代謝調(diào)節(jié)的可能作用機制。結(jié)果:一、LW-AFC能改善快速老化小鼠學習記憶能力選取2、6、12月齡雄性快速老化小鼠SAMP8,給予LW-AFC(1.6g/kg),以抗快速老化小鼠SAMR1作為對照。給藥2個月后進行行為學實驗,觀察LW-AFC對SAMP8小鼠學習記憶功能的影響。結(jié)果提示,SAMP8小鼠存在顯著的物體識別記憶能力、空間學習記憶能力及主動回避反應(yīng)能力的損傷,LW-AFC能夠顯著改善SAMP8小鼠的物體識別記憶能力、空間學習記憶能力及主動回避反應(yīng)能力。二、LW-AFC能改善快速老化小鼠腦內(nèi)能量代謝本研究應(yīng)用正電子斷層掃描技術(shù)(FDG-PET)檢測2、6、12月齡快速老化小鼠腦內(nèi)葡萄糖攝取情況,實驗結(jié)果提示,與對照組SAMR1相比,SAMP8小鼠腦內(nèi)存在葡萄糖攝取增齡性降低的趨勢。給予LW-AFC后,能改善SAMP8腦內(nèi)葡萄糖攝取,其中在6月齡時效果最為明顯。本研究應(yīng)用HPLC檢測2、6、12月齡快速老化小鼠海馬內(nèi)ATP、ADP、AMP等能量物質(zhì)的含量,實驗結(jié)果提示,與對照組SAMR1相比,快速老化小鼠腦內(nèi)存在能量物質(zhì)ATP、ADP、AMP含量的降低。給予LW-AFC后,能提高腦內(nèi)能量物質(zhì)的含量,改善SAMP8小鼠腦內(nèi)能量供應(yīng)。綜上所述,LW-AFC能提高SAMP8小鼠腦內(nèi)葡萄糖的攝取,改善腦內(nèi)能量物質(zhì)供應(yīng),可能對SAMP8小鼠腦能量代謝具有正性調(diào)節(jié)作用,但其調(diào)節(jié)機制尚需進一步研究。三、LW-AFC對快速老化小鼠腦內(nèi)能量代謝及學習記憶功能影響的機制研究(一)LW-AFC能提高快速老化小鼠海馬內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運體的表達腦內(nèi)葡萄糖的轉(zhuǎn)運主要依靠葡萄糖轉(zhuǎn)運體進行,其中GLUT155KDa能夠把葡萄糖從外周轉(zhuǎn)運到腦內(nèi),而GLUT355KDa能夠把葡萄糖轉(zhuǎn)運到神經(jīng)元細胞中,本研究主要通過對著兩個轉(zhuǎn)運體的研究來探討LW-AFC對腦內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運的影響機制。實驗結(jié)果提示,與對照組SAMR1相比,2、6、12月齡快速老化小鼠海馬內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運體GLUT1、GLUT3均有降低的趨勢,給予LW-AFC能提高GLUT1、GLUT3的表達。相關(guān)性分析結(jié)果提示,GLUT1、GLUT3的表達與快速老化小鼠的學習記憶功能成正相關(guān)。這就提示我們,SAMP8小鼠增齡性的腦內(nèi)葡糖糖攝取的降低,可能與葡萄糖轉(zhuǎn)運體表達密切相關(guān)。通過提高快速老化小鼠腦內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運體的表達,可以提高腦內(nèi)小鼠的學習記憶功能。(二)LW-AFC能提高快速老化小鼠海馬內(nèi)能量代謝關(guān)鍵酶的表達及活性1.LW-AFC能提高快速老化小鼠海馬內(nèi)HK、PDH的表達HK、PDH是腦內(nèi)葡萄糖代謝的關(guān)鍵酶,本研究應(yīng)用蛋白印跡法檢測了 2、6、12月齡各組實驗小鼠海馬內(nèi)HK、PDH的表達,結(jié)果提示SAMP8小鼠海馬內(nèi)HK、PDH有增齡性的降低的趨勢,給予LW-AFC能提高快速老化小鼠腦內(nèi)HK、PDH的表達。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,HK、PDH的表達與小鼠學習記憶功能正相關(guān)。實驗結(jié)果提示,LW-AFC可能通過提高HK、PDH的表達來提高腦內(nèi)能量供應(yīng),進一步改善SAMP8小鼠學習記憶功能。2.LW-AFC提高快速老化小鼠海馬內(nèi)HK、PDH的活性本研究應(yīng)用分光光度法檢測了 2、6、12月齡快速老化小鼠海馬內(nèi)HK、PDH活性,實驗結(jié)果提示,與同齡對照SAMR1相比,2、6、12月齡SAMP8小鼠海馬內(nèi)HK、PDH活性有降低的趨勢,其中12月齡時酶活性顯著降低,給予LW-AFC能顯著提高HK、PDH活性。實驗結(jié)果提示,LW-AFC對葡萄糖代謝關(guān)鍵酶的活性具有調(diào)節(jié)作用。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,HK、PDH的活性與小鼠學習記憶功能正相關(guān)。以上結(jié)果提示,LW-AFC可能通過提高HK、PDH的活性來改善腦內(nèi)能量供應(yīng),進一步改善SAMP8小鼠學習記憶功能。上述結(jié)果提示,LW-AFC有提高SAMP8小鼠腦內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運體GLUT1、GLUT3的表達趨勢,提高能量代謝關(guān)鍵酶HK、PDH的表達及活性,可能通過調(diào)節(jié)腦內(nèi)葡萄糖的轉(zhuǎn)運及代謝,改善腦內(nèi)能量供應(yīng),進一步提高學習記憶功能。綜上所述,與同齡正常對照小鼠SAMR1相比,SAMP8小鼠物體識別記憶能力、空間學習記憶能力及主動回避反應(yīng)能力隨增齡存在不同程度地損傷,伴隨著腦內(nèi)葡萄糖攝取及海馬ATP等能量物質(zhì)含量的降低。LW-AFC可改善SAMP8學習記憶能力,并不同程度提高SAMP8腦內(nèi)葡萄糖攝取及海馬能量物質(zhì)的含量。進一步的機制研究表明,改善腦內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運體GLUT1和GLUT3的表達、提高海馬能量代謝關(guān)鍵酶HK和PDH表達及活性可能是LW-AFC發(fā)揮上述作用的重要環(huán)節(jié)或機制。結(jié)論:通過以上實驗結(jié)果,本研究得出以下結(jié)論:1.LW-AFC能夠改善SAMP8小鼠的物體識別記憶能力、空間學習記憶能力和主動回避反應(yīng)能力,表明口服給予LW-AFC對AD模型動物SAMP8小鼠的學習記憶功能具有明顯的改善作用。2.LW-AFC有改善SAMP8小鼠腦內(nèi)葡萄糖的攝取效果,提高海馬內(nèi)ATP等能量物質(zhì)的含量,表明口服給予LW-AFC能改善AD模型動物SAMP8小鼠腦內(nèi)能量代謝具有調(diào)節(jié)作用。3.LW-AFC有提高AD模型動物SAMP8小鼠海馬內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運體GLUT1、GLUT3的表達的趨勢,可能提高糖酵解及三羧酸循環(huán)過程中的關(guān)鍵酶HK、PDH的表達及活性,表明LW-AFC對AD模型動物SAMP8小鼠學習記憶功能及腦內(nèi)能量代謝的調(diào)節(jié)可能是通過提高腦內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運體GLUT1和GLUT3表達、提高海馬能量代謝關(guān)鍵酶HK和PDH表達及活性實現(xiàn)的。4.LW-AFC具有特殊的防治AD的優(yōu)勢,能夠在AD發(fā)病之前,通過改善腦內(nèi)能量代謝,對AD進行早期干預,并且在發(fā)病后有很好的治療效果。因此,LW-AFC具有防治AD的潛在臨床價值和良好的應(yīng)用前景。
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【學位授予單位】：廣州中醫(yī)藥大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R749.16
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本文編號：1546351