梓醇对D-半乳糖衰老小鼠的神经保护作用研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 18次 | 上传用户:s5df45sd6546f
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梓醇是玄参科植物地黄(Rehmannia glutinosa Libosch)的主要成分,有保肝泻下,抗炎止痛,降血糖的功效。本实验室的前期研究证实:在细胞和动物模型上梓醇具有神经保护活性。然而梓醇是一种环烯醚萜类化合物,化学性质不稳定,分离工艺繁琐,来源有限,因此对现有工艺进行优化,对于梓醇的药理活性研究及产品开发具有现实意义。本研究旨在优化地黄中梓醇的提取纯化工艺,重点探讨梓醇在D-半乳糖致衰老小鼠模型中的神经保护作用及机制,主要研究内容与结果如下:首先,将微波辅助提取与大孔吸附树脂柱层析技术相结合,对梓醇工艺进行了优化。以高效液相色谱法为检测手段,考察冷浸、超声波辅助提取、微波辅助提取、热回流提取、索氏提取五种方法对梓醇提取率的影响。达到最大提取率时,微波辅助提取用时最短(4 min),说明微波辅助提取方法在提取效率上优于其它方法,综合评价选用微波辅助提取法进行梓醇的提取;考察九种不同极性大孔吸附树脂对梓醇的吸附性能,结果表明,D101树脂对梓醇的吸附量较大(76.1 mg/g干树脂),且对梓醇的解析率较高(92.1%)。该树脂对梓醇的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich公式,为单分子层吸附,适于地黄醇提取液中梓醇的纯化。利用D101树脂层析柱,上样量为5 BV的地黄浓缩液(2 mg/ml),以水和不同浓度的乙醇洗脱。收集含梓醇的5%乙醇洗脱液,浓缩干燥后,得到梓醇含量大于50%的褐色粉末,将其进行硅胶柱层析,氯仿:甲醇(8∶2)梯度洗脱得到梓醇单体,纯度达90%以上,得率为600 mg/kg药材。其次,建立皮下注射D-半乳糖致衰老小鼠模型,研究梓醇的神经保护作用及机制。(1)利用旷场、跳台和Morris水迷宫,考察梓醇对D-半乳糖衰老模型小鼠认知能力的影响,发现D-半乳糖致衰老小鼠的自主活动和探究能力,被动学习记忆和空间认知能力下降,应用梓醇治疗两周后,明显改善衰老小鼠的学习记忆能力。病理切片苏木素-伊红(HE)染色发现D-半乳糖衰老小鼠神经元细胞稀疏,细胞核固缩;生化方法检测到大脑皮层和海马内胆碱酯酶(AChE)活力上升,免疫组织化学方法发现基底前脑乙酰胆碱转移酶(ChAT)表达量减少,免疫印迹方法发现脑组织乙酰胆碱M受体(mAChR)表达量降低。应用梓醇后,不仅能够减轻D-半乳糖所致的小鼠大脑病理损伤,而且通过抑制AChE的活力,提高ChAT和mAChR表达来保护乙酰胆碱系统,进而维持神经递质乙酰胆碱(Ach)的含量,改善模型小鼠的学习记忆能力。(2)梓醇对D-半乳糖衰老模型小鼠体内抗氧化能力的研究表明:梓醇能显著提高大脑皮层、海马、肝和脾组织内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽-S-转移酶(GSH-ST)活力,降低脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量。提示梓醇对衰老模型小鼠具有保护作用,其保护机制之一是提高机体内源性抗氧化酶活力,减轻脂质过氧化程度,保护机体免受氧化损伤。通过相关性分析,发现小鼠大脑皮层、海马内SOD和GSH-Px活力与小鼠水迷宫实验第五天逃避潜伏期呈负相关,MDA水平与第五天逃避潜伏期呈显著正相关,表明梓醇改善模型小鼠学习记忆能力可能与其提高大脑抗氧化能力有关。(3)考察梓醇对D-半乳糖衰老模型小鼠大脑能量代谢的影响,发现梓醇能够降低模型小鼠大脑皮层和海马组织乳酸脱氢酶(LDH)活力,提高肌酸激酶(CK)、Na+-K+-ATP和Ca2+-Mg2+-ATP酶活力;梓醇治疗组小鼠大脑皮层和海马线粒体呼吸链复合酶Ⅰ、Ⅱ/Ⅲ、Ⅳ活性明显高于D-半乳糖衰老模型小鼠,梓醇不仅抑制线粒体活性氧(ROS)的产生和线粒体膜电位(MMP)的降低,而且抑制衰老小鼠皮层和海马细胞的凋亡,提高抑凋亡蛋白Bcl-2的表达,抑制凋亡通路关键蛋白caspase-3的活性。这说明梓醇可通过提高线粒体呼吸链复合酶的活性,抑制线粒体ROS的产生,阻止MMP的丧失,上调Bcl-2蛋白的表达及拮抗caspase-3的激活,从而保持线粒体功能的完整性,进而抑制氧化应激所致的细胞凋亡同时上调能量代谢相关酶的活力,保护脑组织能量代谢的平衡来发挥其抗衰老作用。总之,本研究表明梓醇为地黄中主要的抗衰老活性成份之一,有可能在延缓衰老和与衰老相关的神经退行性疾病的预防和治疗中发挥作用。
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