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目的:随着世界人口老龄化趋势日益增长,阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)的发病率呈逐年攀升趋势,并日益发展成为全球性的重大公共健康问题。目前,AD的病因病机尚未完全明确、且缺少有效的治疗药物。因此,研发AD有效药物,明确其治疗AD的物质基础和作用机理显得尤为迫切。传统中医认为,AD属“老年呆病”、“络病”范畴,“毒损脑络”学说是其病机关键。西医关于AD的病因病机存在多种学说。通过文献调研,本课题发现大脑中异常代谢的铝离子(A13+)与AD的多种发病机制均存在直接或间接关联。由于大黄素和大黄酚具有抗衰老、抗氧化等功效,能通过血脑屏障,且能与Al3+螯合配位,因此,本课题提出:A13+是导致AD“毒损脑络”中“内生毒邪”产生的关键因素,大黄素、大黄酚可作为配体中药,通过螯合配位过量的A13+来改善Al3+致AD小鼠的记忆和行为,从而治疗AD。方法:1.应用量子化学计算方法,计算大黄素、大黄酚与Al3+的配位作用,并预测形成配位物时的配位化学参数,指导后续实验研究。2.灌胃AlC13(200mg/kg)造模AD小鼠,然后分别腹腔注射低、中、高剂量(0.1 mg/kg、1 mg/kg、10 mg/kg)大黄素:(1)每天观察并记录小鼠的生长发育状况;(2)应用Morris水迷宫方法检测给药前后小鼠的记忆与行为学变化;(3)应用试剂盒测定给药前后小鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶(AChE)、超氧化物歧化酶(SOD)及丙二醛(MDA)生物指标的变化;(4)应用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定给药前后小鼠脑及血清中铝元素(Al)的含量变化。3.灌胃AlCl3(200mg/kg)造模AD小鼠,然后分别腹腔注射低、中、高剂量(0.1 mg/kg、1 mg/kg、10 mg/kg)大黄酚:(1)每天观察并记录小鼠的生长发育状况;(2)应用Morris水迷宫方法检测给药前后小鼠的记忆与行为学变化;(3)应用试剂盒测定给药前后小鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶(AChE)、超氧化物歧化酶(SOD)及丙二醛(MDA)生物指标的变化;(4)应用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定给药前后小鼠脑及血清中铝元素(Al)的含量变化。结果:1.量子化学计算结果表明,大黄素、大黄酚均能与A13+形成1:1、2:1及3:1配位的配合物。其中,3:1配位的配合物可能具有较高的稳定性。2.(1)造模期间,与空白组相比,铝染毒组小鼠的生长发育情况较差,出现行动迟缓、被毛杂乱无光泽等萎靡状态,且从第三周开始,铝染毒组小鼠的体重变化值呈显著下降趋势(P<0.05)。而第五周给药大黄素后,铝染毒小鼠的行动变敏捷且被毛光泽度逐渐恢复。(2)Morris水迷宫结果显示,与空白组相比,铝染毒组小鼠的逃避潜伏期显著延长(P<0.05),穿越平台次数则显著降低(P<0.05)。与铝染毒组相比,给药不同剂量大黄素后小鼠逃避潜伏期均有所降低,而穿越平台次数均有所增加。(3)试剂盒检测结果显示,与空白组相比,铝染毒组小鼠脑组织中SOD的活力显著降低(P<0.001),AChE的活力(P<0.05)和MDA的含量(P<0.01)则显著升高。与铝染毒组相比,高剂量大黄素组(10 mg/kg)可升高小鼠脑组织中SOD的活力(P<0.01),降低AChE的活力(P<0.001)和MDA的含量(P<0.001);中剂量大黄素组(1 mg/kg)可升高小鼠脑组织中SOD的活力(P<0.05),降低AChE的活力(P<0.05)和MDA的含量(P<0.001);低剂量大黄素组(0.1 mg/kg)可升高小鼠脑组织中SOD的活力,降低AChE的活力和MDA的含量(P<0.001)。(4)ICP-MS检测结果显示:与空白组相比,铝染毒组小鼠脑铝及血清铝含量均显著增加(P<0.001)。与铝染毒组相比,各剂量大黄素给药组小鼠脑铝含量和血清铝含量均有所降低。其中,高剂量及中剂量大黄素可显著降低小鼠脑铝含量(P<0.001);高剂量大黄素可显著降低小鼠血清铝含量(P<0.01)。3.(1)造模期间,与空白组相比,铝染毒组小鼠的生长发育情况较差,出现行动迟缓、被毛杂乱无光泽等萎靡状态,且从第三周开始,铝染毒组小鼠的体重变化值呈显著下降趋势(P<0.01)。而第五周给药大黄酚后,铝染毒小鼠的行动变敏捷且被毛光泽度逐渐恢复。(2)Morris水迷宫结果显示,与空白组相比,铝染毒组小鼠的逃避潜伏期显著延长(P<0.05),穿越平台次数则显著降低(P<0.01)。与铝染毒组相比,给药不同剂量大黄酚后小鼠逃避潜伏期均有所降低,而穿越平台次数均有所增加。(3)试剂盒检测结果显示,与空白组相比,铝染毒组小鼠脑组织中SOD的活力显著降低(P<0.01),AChE的活力(P<0.01)和MDA的含量(P<0.01)则显著升高。与铝染毒相比,高剂量大黄酚组(10mg/kg)可升高小鼠脑组织中SOD的活力(P<0.001),降低AChE的活力和MDA的含量(P<0.001);中剂量大黄酚组(1 mg/kg)可升高小鼠脑组织中SOD的活力(P<0.05),降低AChE的活力和MDA的含量(P<0.001);低剂量大黄酚组(0.1 mg/kg)可升高小鼠脑组织中SOD的活力,降低AChE的活力和MDA的含量(P<0.001)。(4)ICP-MS检测结果显示:与空白组相比,铝染毒组小鼠脑铝及血清铝含量均显著增加(P<0.001)。与铝染毒组相比,各剂量大黄酚给药组小鼠脑铝和血清铝含量均有所降低。其中,高剂量及中剂量大黄酚可显著降低小鼠脑铝含量(P<0.001);高剂量大黄酚可显著降低小鼠血清铝含量(P<0.05)。结论:1.大黄素、大黄酚均能与Al3+形成1:1、2:1及3:1配位的配合物。其中,3:1配位的配合物可能具有较高的稳定性。2.大黄素、大黄酚均能够改善Al致AD小鼠的发育迟缓现象,对AD小鼠的生长发育有一定的促进作用。3.大黄素、大黄酚均可降低铝染毒小鼠在Morris水迷宫实验中的逃避潜伏期、增加小鼠穿越平台次数。4.大黄素、大黄酚均可降低铝染毒小鼠脑组织中AChE活力、升高SOD活力、降低MDA含量,对小鼠脑组织胆碱能系统和抗氧化系统起到保护作用。5.大黄素、大黄酚均具有一定程度的排Al作用。综上所述,大黄素及大黄酚对AlCl3致AD小鼠的学习记忆均具有改善作用,其作用机制可能在于通过螯合配位并排出小鼠体内过量的“外邪”A13+来减少AD小鼠脑中“内生毒邪”的产生,从而治疗AD。本课题的成功实施,不但可以阐释大黄素、大黄酚治疗AD的作用机制,佐证AD“毒损脑络”病机学说的正确性,同时,还能为开发其他配体中药提供借鉴。