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阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种严重危害人类健康的神经退行性疾病。由于其病因和发病机制复杂,迄今尚不十分清楚,因此尚无理想的防治药物。 当归芍药散(Danggui-Shaoyao-San,DSS)是在近年报道较多的在临床和药理学研究中对AD均显示出良好疗效的传统中药方剂。该方出自东汉张仲景的《金匮要略》,全方由当归、芍药、川芎、茯苓、白术和泽泻6味药组成。上世纪80年代,日本研究人员首先在临床发现DSS对AD有明显的治疗作用。此后,大量报道证实了DSS对包括AD在内的多种痴呆患者有明显的治疗作用;动物实验证明,DSS能改善东莨菪碱、脑缺血损伤等多种原因所致的痴呆模型动物的认知功能障碍;离体组织和细胞实验表明,DSS对β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)、谷氨酸等诱导的神经元损伤具有保护作用。然而,迄今为止,DSS治疗AD和改善动物学习记忆功能的物质基础和作用机制尚未明确,尤其是DSS对Aβ这一构成AD最主要特征性病理改变的核心分子的作用尚无系统研究的报道。 为此,本研究室在前期已证明DSS具有改善动物学习记忆能力和海马片突触可塑性损伤作用的基础上,与植物化学研究室合作,对DSS进行了分离提取。本研究首先采用离体海马片观察了DSS各提取部位对大鼠海马片CA1区基础突触传递和长时程增强(Long-term potentiation,LTP)的影响;进而采用Aβ侧脑室注射小鼠和快速老化模型小鼠(senescence accelerated mouse,SAM)两种AD模型动物,观察了DSS活性部位JD-30对模型动物学习记忆功能障碍和LTP损伤的影响;最后通过观察JD-30对动物脑内Aβ含量、沉积、Aβ生成代谢相关基因表达、神经元和突触损伤的影响,以及JD-30活性成分的作用等探讨了JD-30改善学习记忆功能障碍及LTP损伤的作用机理。 一、DSS提取部位对大鼠海马片CA1区LTP的影响。 通过化学提取,获得了DSS的数个提取部位,根据各部位的成分及极性分析,选用了DSS-W、DSS-A-E、DSS-A-N-30和DSS-JD-30四个提取部位进行活性筛选和评价。LTP作为突触可塑性(synaptic plasticity)的重要表现形式之一,被认为是学习记忆的神经生物学基础,并被广泛应用于学习记忆的生理学和药理学研究。本部分研究采用离体大鼠海马片,观察了DSS上述提取部位对海马CA1区基础突触传递和LTP的影响,旨在评价各提取部位对海马神经突触可塑性的药理学作用。 研究结果,结合本课题组前期研究已证实的DSS含药血清对Aβ25-35所致海马LTP损伤具有保护作用的结果,初步推测,JD-30是DSS中发挥改善LTP损伤作用的活性部位之一,芍药苷则可能是JD-30中发挥此作用的活性成分之一。 二、JD-30对AD模型动物学习记忆功能的影响。 在上述研究的基础上,本研究进一步在整体动物上选用了Aβ侧脑室注射小鼠和快速老化模型小鼠两种AD动物模型对JD-30进行研究,观察其对动物学习记忆功能障碍的影响。 JD-30对Aβ侧脑室注射和SAMP8两种AD模型动物的空间学习记忆功能障碍具有明显改善作用,对SAMP8海马片LTP损伤有明显的改善作用。进一步证实,JD-30可能是DSS中发挥益智作用的活性部位之一。 三、JD-30改善AD模型动物学习记忆功能的机制研究。 为进一步研究JD-30改善AD模型动物学习记忆功能的机制,针对AD发生发展的主要病理变化及关键分子,本部分研究对前述行为学实验结束后的动物取脑组织标本,观察了JD-30对动物脑内Aβ含量和淀粉样蛋白沉积的影响、对脑内Aβ生成代谢相关差异基因表达的影响以及对脑内神经元和突触损伤的影响,并在体外对JD-30及其主要成分保护细胞损伤的机制进行了初步探讨。 通过以上研究，本论文主要得出以下结论: 1.JD-30对Ap25-35所致大鼠海马片CA1区LTP抑制有明显改善作用，其可能是Dss中改善LTP损伤的活性部位之一。 2.JD-30对Ap25-35侧脑室注射小鼠和SAMP8两种AD模型动物的空间学习记忆功能障碍有明显的改善作用，对SAMP8海马片CA1区的LTP损伤有明显改善作用。 3.调节APP基因和IDE基因的异常表达，降低动物脑内的Ap含量，减少其沉积，抑制Ap的聚集和纤维化，减轻Ap25-35引起的细胞活力降低和早期凋亡率升高，阻止神经元和突触的损伤，可能是JD-30发挥改善动物学习记忆功能障碍和LTP损伤的作用途径之一。 4.芍药普可能是JD-30中发挥改善LTP损伤和抑制细胞凋亡作用的重要成分之一，但JD-30中还有其他成分与芍药普共同发挥神经保护作用。 总之，本研究结果提示，JD-30是Dss中发挥益智作用的重要活性部位之一，对学习记忆功能障碍和LTP损伤有良好的改善作用，且具有多途径、多环节的作用特点，有进一步研究开发的前景。