具有潛在治療阿爾茨海默病作用的3種中藥成分的藥效學(xué)觀察及其機制研究
本文選題:具有 + 潛在 ; 參考:《北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院》2016年碩士論文
【摘要】:阿爾茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,以記憶力減退、認知功能障礙為主要臨床癥狀,以腦內(nèi)β-淀粉樣多肽(p-amyloid peptide, Ap)沉積形成的纖維斑塊(即老年斑),并伴有細胞內(nèi)的神經(jīng)纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangle, NFT)為主要病理改變。Aβ多肽有39-42個氨基酸,由β淀粉樣前體蛋白(APP)經(jīng)p-分泌酶和γ-分泌酶水解后產(chǎn)生的多肽。APP的裂解過程有二種途徑:①非淀粉樣途徑:APP經(jīng)α-分泌酶水解,產(chǎn)生非淀粉樣可溶小分子蛋白sAPPa和CTFa (C端片段),CTFa經(jīng)γ-分泌酶裂解產(chǎn)生3KD的小分子P3和APP胞內(nèi)區(qū)域的羧基末端(APP intracellular cytoplasmic domain, AICD),該途徑不形成Ap。②淀粉樣途徑: APP經(jīng)p-分泌酶裂解,產(chǎn)生可溶性sAPPβ和CTFβ, CTFβ經(jīng)γ-分泌酶裂解產(chǎn)生可聚集、具有神經(jīng)毒性的Ap。研究表明,Ap聚集和沉積形成的纖維斑塊可引發(fā)腦內(nèi)氧化應(yīng)激及炎癥等反應(yīng),導(dǎo)致神經(jīng)元的壞死和凋亡,最終可引起AD。目前國內(nèi)外用于治療AD的藥物主要為化學(xué)合成類藥物如膽堿酯酶抑制劑等,但其作用局限且治標不治本。中草藥的應(yīng)用布我國有著悠久的歷史,其對一些慢性疾病有很好療效且?guī)缀鯚o副作用等特點。近年來研究表明,中藥成分天麻素、黃芪總皂苷和芍藥苷具有抗氧化、增加腦血流量、改善記憶力、神經(jīng)保護等作用。但其是否對AD的治療具有特異性及其具體作用的途徑和相關(guān)機制尚不明確。為探討以上問題,本課題主要研究內(nèi)容為三種中藥成分天麻素、黃芪總皂苷和芍藥苷對阿爾茨海默病模型小鼠的藥效學(xué)作用,同時利用雙轉(zhuǎn)基因細胞模型研究其可能的作用途徑及相關(guān)機制。本課題研究內(nèi)容主要包括二個部分:1.三種中藥成分在轉(zhuǎn)基因模型鼠體內(nèi)抑制Ap斑塊的藥效學(xué)作用;2.三種中藥成分在體外抑制Ap的作用途徑及其相關(guān)機制。第一部分:三種中藥成分對AD轉(zhuǎn)基因模型鼠體內(nèi)的藥效學(xué)作用的研究目的:研究3種中藥成分(天麻素(GAS)、黃芪總皂苷(AST)、芍藥苷(PAE))對AD轉(zhuǎn)基因模型5XFAD鼠學(xué)習(xí)認知和記憶能力的影響和抑制腦內(nèi)Aβ斑塊的效果,并觀察3種中藥成分的干預(yù)是否對小鼠的生長發(fā)育有影響。方法:選用1.5月齡的APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因模型小鼠,隨機分為7組,另取同窩陰性小鼠作為正常對照,每組10只。 (1)陽性對照組(Tg):轉(zhuǎn)基因陽性小鼠給予不含藥物的生理鹽水;(2)陰性對照組(Control):同窩陰性小鼠給予不含藥物的生理鹽水; (3)天麻素高劑量組(GAS-H)轉(zhuǎn)基因陽性小鼠給予含300mg/kg/d天麻素的生理鹽水(4)天麻素低劑量組(GAS-L):轉(zhuǎn)基因陽性小鼠給予含150mg/kg/d天麻素的生理鹽水(5)黃芪總皂苷高劑量組(AST-H):轉(zhuǎn)基因陽性小鼠給予含160mg/kg/d黃芪總皂苷的生理鹽水(6)黃芪總皂苷低劑量組(AST-L):轉(zhuǎn)基因陽性小鼠給予含80mg/kg/d黃芪總皂苷的生理鹽水(7)芍藥苷高劑量組(PAE-H):轉(zhuǎn)基因陽性小鼠給予含60mg/kg/d芍藥苷的生理鹽水(8)芍藥苷低劑量組(PAE-L):轉(zhuǎn)基因陽性小鼠給予含30mg/kg/d芍藥苷的生理鹽水。每周測量各組小鼠體重及監(jiān)測小鼠的日均飲水量,按照體重及日均飲水量調(diào)整給藥劑量。給藥4個月后,通過Morris水迷宮行為學(xué)實驗檢測小鼠學(xué)習(xí)記憶及認知能力的變化;免疫組織化學(xué)染色法觀察腦組織內(nèi)Aβ斑塊的變化;ELISA法檢測小鼠腦組織勻漿中Aβ含量的水平;另外為評價藥物對小鼠的是否具有肝腎毒副作用,ELISA法檢測小鼠血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、肌酐的變化及小鼠腦組織勻漿中IFN-γ和IL-4水平的變化。結(jié)果:1Morris水迷宮結(jié)果顯示,與陽性對照組(Tg)組相比,用藥各組小鼠平臺尋找時間明顯縮短,在原平臺象限停留時間明顯延長:第5天時,天麻素高劑量組(GAS-H)和低劑量組(GAS-L)平臺尋找時間分別縮短83.66%和46.72%(P0.01);,黃芪總皂苷高劑量組(AST-H)和低劑量組(AST-L)平臺尋找時間分別縮短41.60%和23.78%(P0.01);芍藥苷高劑量組(PAE-H)和低劑量組(PAE-L)平臺尋找時間分別縮短48.23%和29.31%(P0.01);天麻素高劑量組(GAS-H)和低劑量組(GAS-L)在原目標象限停留時間分別延長2.28倍和1.83倍;黃芪總皂苷高劑量組(AST-H)和低劑量組(AST-L)在原目標象限停留時間分別延長1.88倍和1.38倍(P0.01);芍藥苷高劑量組(PAE-H)和低劑量組(PAE-L)在原目標象限停留時間分別延長1.83倍和1.62倍(P0.01)。2.免疫組化結(jié)果顯示:5XFAD鼠的Tg組腦內(nèi)海馬和皮質(zhì)區(qū)可見明顯的大小不一、棕黃色的Ap斑塊沉積,呈彌漫分布。GAS和AST及PAE各組與№組相比,腦內(nèi)海馬和皮質(zhì)區(qū)Ap斑塊呈散在分布,斑塊體積和數(shù)目顯著減少、染色變淺。Control組腦內(nèi)未見Aβ斑塊。IPP軟件分析結(jié)果顯示:與陽性對照組相比,3種中藥成分均能夠降低模型小鼠腦部海馬區(qū)和皮層區(qū)Aβ斑塊陽性面積。在海馬區(qū),天麻素高劑量組(GAS-H)陽性面積降低最為顯著達70.13%;天麻素低劑量組(GAS-L)降低達39.25%(P0.01);黃芪高劑量組(AST-H)和黃芪低劑量組(AST-L) Aβ斑塊陽性面積分別降低62.39%和31.51%(P0.05);芍藥苷高劑量組(PAE-H)和芍藥苷低劑量組(PAE-L) Aβ斑塊陽性面積分別降低57.58%和30.52%(P0.05)。在皮層區(qū),天麻素高劑量組(GAS-H)降低最為顯著達80.96%;天麻素低劑量組(GAS-L)降低達36.67%;黃芪高劑量組(AST-H)和黃芪低劑量組(AST-L) Aβ斑塊陽性面積分別降低69.57%和37.90%(P0.01);芍藥苷高劑量組(PAE-H)和芍藥苷低劑量組(PAE-L) Aβ斑塊陽性面積分別降低66.62%不口27.62%(P0.05)。3. ELISA檢測小鼠腦勻漿中Aβ含量的結(jié)果顯示,與Tg組腦勻漿Aβ的平均OD值相比,AST、GAS和PAE各組均有不同程度降低。其中,天麻素高劑量組(GAS-H)降低效果最為顯著達62.18%;天麻素低劑量組(GAS-L)降低達35.94%;黃芪高劑量組(AST-H)和黃芪低劑量組(AST-L)小鼠腦勻漿中Aβ分別降低51.58%和24.07%(P0.01);芍藥苷高劑量組(PAE-H)和芍藥苷低劑量組(PAE-L)小鼠腦勻漿中Aβ分別降低51.02%和14.16%(P0.05)。4. ELISA法檢測小鼠腦組織勻漿中細胞因子水平的變化的結(jié)果顯示,用藥各組小鼠(天麻組小鼠、黃芪總皂苷組小鼠及芍藥苷組小鼠)與陽性對照組小鼠相比,其腦組織勻漿中IFN-γ和IL-4的含量均無明顯變化(P0.05)。5. ELISA法檢測小鼠血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、肌酐的結(jié)果顯示,用藥各組小鼠(天麻組小鼠、黃芪總皂苷組小鼠及芍藥苷小鼠)與陽性對照組小鼠相比,其血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、肌酐的含量均無明顯變化(P0.05)。6.測量各組小鼠的體重變化的結(jié)果顯示,在不同的時間點(1,2,3,4月),陰性對照小鼠,陽性對照小鼠及用藥各組小鼠的體重?zé)o明顯變化(P0.05)。第二部分:三種中藥成分抑制模型細胞中Ap的作用途徑及相關(guān)機制的研究目的:利用雙基因轉(zhuǎn)染細胞模型117細胞(過表達Ap和p-分泌酶)和146細胞(過表達Ap和γ-分泌酶),研究三種中藥成分天麻素、黃芪總皂苷和芍藥苷抑制Ap的作用機制。方法:天麻素、黃芪總皂苷和芍藥苷以不同的濃度(10、25、50、100μmol·L-1)作用于117模型細胞和146細胞,ELISA雙抗夾心法分別檢測細胞內(nèi)外Ap含量變化,Q-PCR法檢測117細胞BACE mRNA和146細胞PS1 mRNA轉(zhuǎn)錄水平,Wsetern-blot法檢測p-分泌酶和γ-分泌酶蛋白水平的變化。同時,CCK-8試劑盒檢測三種中藥成分對細胞活力的影響,流式細胞術(shù)檢測細胞凋亡情況。結(jié)果:1. ELISA法檢測結(jié)果顯示,與未干預(yù)對照組相比,三種中藥成分天麻素、黃芪總皂苷、芍藥苷對117細胞模型和146細胞模型內(nèi)外Aβ水平均有降低,且降低效果呈藥物濃度依賴性。天麻素、黃芪總皂苷、芍藥苷抑制117細胞內(nèi)Ap最高分別達69.2%、64.8%和47.9%(P0.01),抑制117細胞外Ap最高分別達65.8%、67.8%和25.2%(P0.05);天麻素、黃芪總皂苷、芍藥苷抑制146細胞內(nèi)Aβ最高分別達67.9%、82.6%和49.9%(P0.01),天麻素、黃芪總皂苷、芍藥苷抑制146細胞外Aβ最高分別達67.1%、65.4%和50.9%(P0.01)。2. Q-PCR檢測實驗結(jié)果顯示,天麻素對117細胞p-分泌酶轉(zhuǎn)錄水平有降低作用。與天麻素未干預(yù)對照組相比,經(jīng)天麻素處理24 h的117細胞,BACE mRNA轉(zhuǎn)錄水平降低,且降低效果呈濃度依賴性。其中,25μmol·L-1天麻素劑量組降低22.8%,50和100μmol·L-1天麻素劑量組分別降低30.7%和32.9%(P0.01)。未觀察到芍藥苷、黃芪總皂苷對117細胞BACE mRNA轉(zhuǎn)錄水平有影響;天麻素、黃芪總皂苷、芍藥苷三種中藥成分對146細胞內(nèi)γ-分泌酶轉(zhuǎn)錄水平均無影響。3. Western Blotting檢測實驗結(jié)果顯示,天麻素在25、50、100μmol·L-1濃度均可降低β-分泌酶蛋白的表達,且在50μmol·L-1時降低最明顯為47.9%(P0.01)。黃芪總皂苷、芍藥苷均對β-分泌酶蛋白的表達無影響。天麻素、黃芪總皂苷、芍藥苷均對γ-分泌酶蛋白表達均無影響。4.CCK-8法測定結(jié)果均顯示,天麻素、黃芪總皂苷和芍藥苷各自干預(yù)117細胞和146細胞24h后,各藥物干預(yù)組細胞活性相對于未干預(yù)對照組無明顯變化;且流式細胞術(shù)檢測結(jié)果顯示,天麻素、黃芪總皂苷和芍藥苷干預(yù)117細胞24h后,各干預(yù)組的凋亡率與未干預(yù)組相比,未有差異變化�?偨Y(jié):長期以來對中藥治療AD是否具有特異性或特效性,如有特異性其作用途徑和作用機制是什么,一直都不清楚。本課題在這方面做了探索研究,初步結(jié)果顯示天麻素、黃芪總皂苷和芍藥苷對AD的治療均具有特異性,其作用途徑是通過抑制Ap產(chǎn)生并減少Ap斑塊形成,進而減少老年斑對神經(jīng)細胞的毒性作用,抑制AD的病程發(fā)展。其中天麻素的作用最顯著,其作用機制可能與抑制β-分泌酶的表達有關(guān)。
[Abstract]:In recent years , it has been shown that there are two ways to treat AD : ( 1 ) the effect of three traditional Chinese medicinal components gastrodin , total saponins of astragalus root and peony glycoside on Alzheimer ' s disease model mice .
2 . The effect of three traditional Chinese medicine components on learning cognition and memory ability of AD transgenic model mice was studied . The effects of three traditional Chinese medicine components ( gastrodin ( GAS ) , total saponin ( AST ) , and penonitin ( PAE ) on learning cognition and memory ability of AD transgenic mice were studied .
( 2 ) negative control group ( control ) : the same socket - negative mice were given no drug - containing physiological saline ;
( 3 ) Normal saline ( 4 ) gastrodin low - dose group ( GAS - L ) containing 300 mg / kg / day gastrodin was administered to transgenic male mice .
Immunohistochemical staining was used to observe the changes of A尾 plaque in brain tissue .
The level of A尾in brain homogenate was determined by ELISA .
The results were as follows : Compared with the positive control group ( Tg ) group , the results showed that the time of finding the platform was significantly shortened compared with that of the positive control group ( Tg ) group , and the residence time of the mice in the original platform was obviously prolonged : the time of finding time of the GAS - H and GAS - L platforms was shortened by 83.66 % and 46.72 % ( P0.01 ) .
The finding time of AST - H and AST - L was 41.60 % and 23.78 % respectively ( P0.01 ) .
The finding time of high - dose group ( PAE - H ) and low - dose group ( PAE - L ) was 48.23 % and 29.31 % ( P0.01 ) .
The residence time of GAS - H and GAS - L was 2.28 - fold and 1.83 - fold longer than those in low - dose group ( GAS - L ) .
In the high dose group ( AST - H ) and low - dose group ( AST - L ) , the retention time of AST - H and AST - L in the original target quadrant increased by 1 . 88 - fold and 1.38 - fold respectively ( P0.01 ) .
Compared with the positive control group , there was a significant decrease in the size and the number of plaques in the hippocampus and cortex of the brain , and the positive area of A尾plaques in the hippocampus and cortex area of the model mice was reduced .
The level of GAS - L decreased by 39.25 % ( P0.01 ) .
The positive rates of AST - H and AST - L were 62.39 % and 31.51 % , respectively ( P0.05 ) .
The positive area of PAE - H and PAE - L was 57.58 % and 30.52 % , respectively ( P0.05 ) .
The level of GAS - L decreased by 36.67 % .
The positive rates of AST - H and AST - L were 69.57 % and 37.90 % , respectively ( P0.01 ) .
The positive rates of PAE - H and PAE - L were 66.62 % and 27.62 % respectively ( P0.05 ) . The results showed that the levels of A尾in brain homogenate of mice showed that AST , GAS and PAE decreased in different degrees compared with the average OD value of the rat brain homogenate A 尾 . The results showed that the decrease of GAS - H in the high dose group ( GAS - H ) was the most significant ( 62 . 18 % ) .
The level of GAS - L decreased by 35.94 % .
In high dose group ( AST - H ) and low dose of Astragalus membranaceus ( AST - L ) , the levels of A尾 in brain homogenate decreased by 51.58 % and 24.07 % ( P0.01 ) .
In the high dose group ( PAE - H ) and low dose group ( PAE - L ) , the concentration of A尾 in brain homogenate decreased by 51.02 % and 14.16 % ( P0.05 ) . The results showed that the levels of IFN - 緯 and IL - 4 in brain homogenate of mice were not significantly higher than those in control group ( P0.05 ) . The results showed that there were no significant changes in the contents of glutamic oxalacetic transaminase , alanine aminotransferase and creatinine in serum of mice ( P0.05 ) . The results showed that , compared with the control group , the levels of A尾in 117 cell models and 146 cell models were significantly lower than those of untreated control group , and the results showed drug concentration - dependent . The maximum of Ap in 117 cells was 69.2 % , 64.8 % and 47.9 % ( P0.01 ) .
The highest levels of A尾in 146 cells were 67.9 % , 82.6 % and 49.9 % ( P0.01 ) , gastrodin , astragalus root total saponin , and paeonia were up to 67.1 % , 65.4 % and 50.9 % ( P0.01 ) respectively . Compared with the control group , the level of BACE mRNA transcription was decreased by 30 . 7 % and 32.9 % ( P0.01 ) .
There were no significant effects on the levels of 緯 - secreted enzymes in 146 cells . The results of Western Blotting test showed that the expression of 尾 - secreted enzyme was decreased at 25 , 50 and 100 渭mol 路 L - 1 , and the most obvious decrease was 47.9 % at 50 渭mol 路 L - 1 ( P0.01 ) .
The results showed that the effect of gastrodin , astragalus root saponins and penonidatin on AD treatment was not clear . The results showed that the effect of gastrodin , astragalus root total saponin and penonidatin on AD was not clear . The effect of gastrodin was most significant by inhibiting Ap production and reducing Ap plaque formation , and the mechanism of action of gastrodin could be related to the inhibition of 尾 - secretion .
【學(xué)位授予單位】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:R749.16
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,本文編號:1889941
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