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  中藥復(fù)方962膠囊對老年大鼠海馬區(qū)神經(jīng)生長因子及其受體表達(dá)的影響           ★★★ 【字體:

中藥復(fù)方962膠囊對老年大鼠海馬區(qū)神經(jīng)生長因子及其受體表達(dá)的影響

文章來源:醫(yī)學(xué)全在線 更新時間:2006-6-14 2:11:54 技能論壇

 

摘  要   目的:在老年性癡呆的發(fā)病中,年齡是最主要的危險因素,隨年齡增長,發(fā)病率顯著增高,自然衰老大鼠模型是比較接近老年性癡呆病理改變的動物模型。我們以往的實(shí)驗(yàn)證明:中藥復(fù)方962膠囊(含何首烏、石葛蒲等六味中藥)能顯著改善老年大鼠學(xué)習(xí)記憶功能。本研究觀察中藥復(fù)方962膠囊對自然衰老大鼠模型海馬CAI—CA4區(qū)神經(jīng)生長因子(NGF)及其受體TrK A表達(dá)的影響,探討中藥復(fù)方962膠囊治療改善學(xué)習(xí)記憶功能的作用機(jī)理。方法:雌性Wistar大鼠老年為22月齡,青年為5月齡。陽性對照藥為腦復(fù)康(piracetam)0.56g/kg,中藥復(fù)方962膠套高劑量1.8g/kg,962膠囊低劑量0.9g/kg,每日灌胃給藥一次,連續(xù)灌胃2個月,進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶實(shí)驗(yàn)(水迷宮)和曠場分析后,每組隨機(jī)選取5只,灌注固定,冰凍切片,片厚40μm,每份標(biāo)本均ABC法行NGF和TrK A免疫組化染色。采用法國Noesis Vision公司VISILOG5.0圖象分析系統(tǒng)對組織切片進(jìn)行分析。顯微鏡放大倍數(shù)為10×10,在海馬CAl區(qū)錐體細(xì)胞層連續(xù)攝取3個視野,這三個視野包括了整個CAl區(qū),記數(shù)3個視野內(nèi)總陽性細(xì)胞數(shù)量、 陽性細(xì)胞總面積(象素單位)及陽性細(xì)胞灰度積分值(灰度單位)。海馬CA2區(qū)連續(xù)攝取2個視野,海馬CA3區(qū)連續(xù)攝取2個視野,海馬CA4區(qū)攝取齒狀回包含的1個視野,包括了整個CA2、CA3、CA4區(qū)。數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示(M±SD),結(jié)果采用t檢驗(yàn)。結(jié)果:①老年大鼠海馬CAl、CA2、CA3、CA4區(qū)NGF表達(dá)較青年對照明顯減少,陽性細(xì)胞數(shù)量為青年對照的19.89%,11.46%,6.65%和26.32%;陽性細(xì)胞總面積為青年對照的13.97%,6.76%,5.19%和25.01%;陽性細(xì)胞灰度積分值為青年對照的41.05%,35.49%,16,74%和29.17%。海馬CAl、CA2、CA3、CA4區(qū)神經(jīng)生長因子受體Trk A表達(dá)較青年對照也明顯減少,陽性細(xì)胞數(shù)量為青年對照的12.42%,7.07%,9.26%和29.33%;陽性細(xì)胞總面積為青年對照的7.61%,4.92%,5.62%和23.79%;陽性細(xì)胞灰度積分值為青年對照的29,30%,18.70%,17.51%和34.19%。以CA2、CA3區(qū)的減少最嚴(yán)重。⑦中藥復(fù)方962膠囊和腦復(fù)康均能提高老年大鼠海馬CAl一CA4區(qū)NGF和Trk A陽性細(xì)胞數(shù)量、陽性細(xì)胞總面積和陽性細(xì)胞灰度積分值,962膠囊高劑量組基本恢復(fù)青年對照組水平。結(jié)論:老年大鼠神經(jīng)生長因子(NGF)及其受體Trk A在海馬區(qū)表達(dá)明顯減少,可能與其學(xué)習(xí)記憶能力下降有關(guān);中藥復(fù)方962膠囊能夠明顯促進(jìn)老年大鼠海馬區(qū)NGF及受體TrK A表達(dá),可能是改善其學(xué)習(xí)記憶功能的藥理學(xué)基礎(chǔ)。增強(qiáng)內(nèi)源性神經(jīng)營養(yǎng)物質(zhì)的表達(dá)對老年性疾呆的治療有重要意義。
關(guān)鍵詞 中藥 老年 大鼠神經(jīng)生長因子 TrK A受體

前 言

  老年性疾呆(Alzheimer’s disease。AD)是一種老年神經(jīng)退行性疾病,臨床以進(jìn)行性記憶障礙和后天獲得性知識喪失為特征,原因不明,尚元有效的治療方法。自然衰老大鼠模型是比較接近老年性癡呆病理改變的動物模型。我們以往的實(shí)驗(yàn)證明:我室自行組方并研制的新復(fù)方962膠囊(含何首烏、石葛蒲等六味中藥)能顯著改善老年大鼠學(xué)習(xí)記憶功能。神經(jīng)生長因子(nerve growth factor,NGF)在調(diào)節(jié)神經(jīng)元生長和存活方面起著重要作用,AD過程中神經(jīng)元的丟失至少部分是由于神經(jīng)營養(yǎng)因子的缺乏。本文觀察自然衰老大鼠腦內(nèi)是否發(fā)生神經(jīng)生長因子(NGF)及其受體Trk A表達(dá)的變化,以及962膠囊對內(nèi)源性NGF及其受體Trk A表達(dá)的影響,探討962膠囊改善學(xué)習(xí)記憶功能的作用機(jī)理。

   材料和方法


1  藥品: 中藥復(fù)方962膠囊,委托北京第四制藥廠加工提供,批號:980515,每克干粉含生藥量6.25克。實(shí)驗(yàn)時采用水溶解,動物灌胃量10m1/kg。陽性對照藥品:腦復(fù)康    (piracetam),由北京市曙光制藥廠提供,批號:970618,京衛(wèi)藥準(zhǔn)字(1996)第138050號。實(shí)    驗(yàn)時用水溶解配成0.056g/m1。

2  動物: Wistar大鼠雌性,老年大鼠為22月齡(體重330±32g),青年為5月齡(體重325±19g)。購于北京醫(yī)科大學(xué)動物中心,動物證號:醫(yī)動字01—3056。

3  試劑與主要儀器: ABC試劑盒、神經(jīng)生長因子(NGF)兔抗鼠抗體、酪氨酸蛋白激酶受    體A(Trk A,主要為NGF的受體)兔抗鼠抗體均購自北京中山試劑公司;恒溫冷凍切片機(jī)為英國山盾公司ASE—620型,光學(xué)顯微鏡為NikonTE300型,圖象分析系統(tǒng)為法國NoesisVision公司VISIUG5.0。

4  方法:
      (1)分組與給藥:分組情況見表1,每日灌胃給藥一次,灌胃2個月后,進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶實(shí)驗(yàn)(水迷宮)和曠場分析,然后灌注固定,取材進(jìn)行組織形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)。

 表1   大鼠分組給藥情況

分組

給藥

折合成人劑量的倍數(shù)

青年對照

 

老年模型

 

腦復(fù)康

腦復(fù)康(0.56gkg)

7

962膠囊低劑量

962膠囊(0.9gkg)

7

962膠囊高劑量

962膠囊(1.8gg)

14

 注:962膠囊成人臨床用量:7.5g60kg/日 
 
(2)腦標(biāo)本的免疫組化染色:每組隨機(jī)選取5只,灌注固定,冰凍切片,片厚40μm,為冠狀切面前囪后—4.4mm。PBS洗5分鐘×3次,3%H202室溫孵育10分鐘,PBS洗5分鐘×3次;8—10%封閉用羊血清孵育20分鐘,吸出,加稀釋好的一抗4℃過夜(一抗稀釋度:NGFl:120,TrkAl:120);PBS洗,加生物素化的兔二抗(1:200稀釋)室溫放置3小時3PBS洗,加辣根過氧化物酶標(biāo)記的三抗(1:250稀釋)孵育2小時;PBS洗,DAB顯色2分鐘,鏡下控制染色程度;Carriz淺復(fù)染細(xì)胞核,梯度乙醇脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片。陰性對照設(shè)立;分別以洗液和非免疫的正常鼠血清代替一抗進(jìn)行免疫組化染色,余步驟同前。陽性反應(yīng)為組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)呈棕黃色顆粒聚集。
      (3)圖象分析處理:采用法國NoesisVision公司VISII。OG5.0圖象分析系統(tǒng)對組織切片進(jìn)行分析。顯微鏡放大倍數(shù)為10×10。在海馬CAl區(qū)錐體細(xì)胞層連續(xù)攝取3個視野,這三個視野包括了整個CAl區(qū),記數(shù)3個視野內(nèi)總陽性細(xì)胞數(shù)量、陽性細(xì)胞總面積(象素單位)及陽性細(xì)胞灰度積分值(灰度單位)。海馬CA2區(qū)連續(xù)攝取2個視野,海馬幟3區(qū)連續(xù)攝取2個視野,海馬CA4區(qū)攝取齒狀回包含的1個視野,包括了整個CA2、CA3、CA4區(qū)。
  (4)統(tǒng)計學(xué)處理:本研究均使用SPSS軟件進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示(M±SD),    結(jié)果采用t檢驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1   中藥復(fù)方962膠囊對老年大鼠海馬CAl一CA4區(qū)神經(jīng)生長因子(NGF)表達(dá)的影響
  結(jié)果見表2。青年對照大鼠海馬CAl一CA4區(qū)NGF陽性神經(jīng)元分布較多,老年大鼠模型組海馬區(qū)NGF陽性神經(jīng)元數(shù)量、陽性細(xì)胞面積及陽性細(xì)胞灰度積分值與正常青年對照組相比均顯著減少;圖象分析結(jié)果表明,老年大鼠陽性細(xì)胞數(shù)量在CAl一CA4區(qū)分別為青年對照的19.89%,  11.46%,6.65%和26.32%;陽性細(xì)胞總面積為青年對照的13.97%,6.76%,5.19%和25,01%陽性細(xì)胞灰度積分值為青年對照的41.05%,35.49%,16.74%和29.17%,其中老年大鼠海馬CA2、CA3區(qū)NGF的表達(dá)減少最嚴(yán)重。962膠囊與腦復(fù)康給藥組老年大鼠,海馬CAl一CA4區(qū)NGF陽性神經(jīng)元數(shù)量、陽性細(xì)胞面積及陽性細(xì)胞灰度積分值有不同程度的增加。962膠囊大劑量組(1.8g,kg)老年大鼠海馬各區(qū)的NGF陽性神經(jīng)元基本恢復(fù)青年對照水平,阻性細(xì)胞數(shù)量是未用藥模型組的4.5,5.1,9.7和3.4倍;陽性細(xì)胞總面積為模型組的7.6,9.8,12.5和4.0倍;陽性細(xì)胞灰度積分值為模型組的1.9,2.5,6.8,3.7倍,962膠囊對老年大鼠海馬CA2、CA3區(qū)NGF的表達(dá)增加作用最明顯。
 

2   962膠囊對老年大鼠海馬CAlCA4區(qū)神經(jīng)生長因子(NGF)表達(dá)的影響

NGF

海馬區(qū)

青年對照

老年模型

腦復(fù)康

962膠囊

962膠囊

陽性細(xì)胞數(shù)量    
  
  

(056Bk8)

(09Bk8)

(18Bk8)

CA1

1198±76.3

238±124

740±59.2

786±47.7

1321±696**

CA2

2127±110,4**

244±258

1341±559**

1106±838*

1475±64.1**

CA3

1425±49.4***

95±7.5

112.O±56.4***

755±76.9*

l019±53.2**

CA4

386±22.6*

102±104

399±21.8*

363±28.3*

45.l±30.7*

Total

5136±2544**

678±278

3601±1770**

3009±1958

4266±202.2*

陽性細(xì)胞總面積
(
×10
象素單位)

CA1

330±222*

4,6±3.4

181±145

252±180*

396±22.4**

CA2

804±48.5**

54±6.9

486±27.9**

445±37.9*

581±27.1**

CA3

471±214***

2422

33.5±208**

281±34,3

325±107***

CA4

111±86*

28±3.3

80±4.6*

134±96*

140±118*

T0taI

1717±90.7*

153±76

1082±61.9**

1112±818*

1463±59.6***

陽性細(xì)胞灰度積分
(×10’灰度單位)

CAl

354±150*

145±104

304±150

291±15,7

428±9.1**

CA2

474±148**

168±134

601±21.4**

372±21.0

580±178**

CA3

452±144***

76±70

613±4Q4**

329±32.9

594±27.6**

CA4

262±163*

76±7.8

340±27.5*

227±195

358±32.4*

Totd

1541±379***

465±22.3

1858±915**

1219±847*

1960±753**

  n5,x±s  與老年模型組比較,  * P005,  ** P001,  *** P0001,
 
2          
 
 
2          中藥復(fù)方962膠囊對老年大鼠海馬CAl—CA4區(qū)神經(jīng)生長因子受體Trk A表達(dá)的影響  
  結(jié)果見表3。老年大鼠模型組海馬CAl一CA4區(qū)神經(jīng)生長因子受體TrkA陽性神經(jīng)元顯著少于青年對照組,陽性細(xì)胞數(shù)量分別為青年對照的12.43%,7.07%,9.26%和29,33%5陽性細(xì)胞總面積為青年對照的7.61%,4,92%,5.62%和23.79%;陽性細(xì)胞灰度積分值為青年對照的29.30%,18.70%,17,51%和34,19%。962膠囊與腦復(fù)康有增加的作用。962膠囊大劑量組(1.8g/kg)促進(jìn)老年大鼠海馬各區(qū)Trk A表達(dá)的作用最顯示,陽性細(xì)胞數(shù)量是末用藥模型照的4.1,9.6,8.2和2.6倍;陽性細(xì)胞總面積為模型組的6.1,12.8,14,3,3.5倍;附性細(xì)胞灰度積分值為模型組的2.2,4,9,5.4,1.1倍,962膠套對老年大鼠海馬CA2、CA3區(qū)T山A表達(dá)的增加作用最明顯。
 

3   962 膠囊對老年大鼠海馬CAlCA4區(qū)Trk A表達(dá)的影響

 NGF

海馬區(qū)

青年對照

老年模型

腦復(fù)康

962膠囊

962膠囊

陽性細(xì)胞

數(shù)量

 
 
 

(0.56g/kg)

(0.9gkg)

(1.8gkg)

CAl

163.9139.6*

20.4±16.9

77.6±43.7*

67.1±52.1*

104.4±89.3*

CA2

205.9±147.0**

14.6±18.7

127.4±78.4**

102.4±108.7

154.8±93.3**

CA3

117.4±68.1**

10.9±5.4

51.5**

78.7±74.1*

99.8±55.1**

CA4

51.0±24.0**

15.0±10.7

47.6±26.0*

30.2±22.1

54.1±30.5*

Total

538.3±364.7**

60.8±39.6

343.2±183.7**

278.4±217.5*

413.1±255.4**

陽性細(xì)胞:
總面積(×
103
素單位)

CA1

77.9±59.0*

5.9±6.6

51.6±4.75*

24.6±16.1*

41.8±31。7*

CA2

l12.9±65.71**

5.6±9.9

70.9±42.8**

44.1±55.4

77.5±54.6**

CA3

56.o±34.3**

3.1±2.1

51.6±31.6**

31.9±39.3

47.3±21.6***

CA4

28.0±20.0

6.7±6.2

22.5±11.2*

12.7±16.0

30.2±22.6

Total

274.8±161.5**

21.3±18.7

196.6±115.4**

113.3±102.2*

196.8±113.7**

陽性細(xì)胞
灰度積分值
(×l02
灰度單位)

CA1

41.5±26.8*

12.2±10.6

28.6±12.2*

25.4±26.3

38.7±26.5

CA2

45.8±7.2***

8.6±8.3

43.5±30.9*

39.4±30.2*

51.0±29.3**

CA3

43.1±13.4***

7.5±4.9

43.1±30.5*

37.9±39.1

47.9±30.4**

CA4

28.3±19.2*

9.7±7.2

26.4±18.*

17.7±14.5

20.0±7.40

Total

158.6±35.3***

37.9±25.3

141.6±86.5*

120.3±108.1

157.6±91.2*

 

結(jié)論與討論


  神經(jīng)生長因子(nerve growth factor,NGF)是最典型、研究最深入的神經(jīng)營養(yǎng)因子之一,  高水平存在于大腦皮層、海馬、嗅球等腦區(qū),主要作用于膽堿能神經(jīng)元。Trk A受體是神經(jīng)元細(xì)胞膜上NGF的高親和力受體,NGF與其結(jié)合后內(nèi)在化,經(jīng)逆行轉(zhuǎn)運(yùn)至胞體、胞核,引發(fā)一系列生理反應(yīng),促進(jìn)神經(jīng)元增殖和分化,調(diào)節(jié)中樞和外周存活和軸突生長,并對效應(yīng)神經(jīng)元的化學(xué)、機(jī)械損傷修復(fù)起重要作用。NGF和Trk A缺失的小鼠表現(xiàn)大量背根節(jié)神經(jīng)元與交感神經(jīng)元的喪失以及膽堿能神經(jīng)元功能缺失。有學(xué)者認(rèn)為AD過程中神經(jīng)元的丟失至少部分是由于一種或多種神經(jīng)營養(yǎng)因子的缺乏(如NGF,BDNF,NT3),這些神經(jīng)營養(yǎng)因子的受體trkA,trkB,trkC在AD病人腦中分別下降的69%,47%和49%。嚙齒動物中,老齡Fischer—334大鼠海馬及前腦NGF mRNA水平下降40—50%。國內(nèi)研究主要使用Wistar及SD大鼠,在衰老過程中NGF水平、壽命、學(xué)習(xí)能力及某些神經(jīng)化學(xué)、神經(jīng)形態(tài)學(xué)變化均與Fischer—334大鼠不同。但對這兩類老齡大鼠NGF水平顯著性變化目前尚無一致報道。我們的研究證明,老年雌性Wistar大鼠與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)的海馬區(qū)錐體細(xì)胞層,神經(jīng)元NGF及其受體TrkA表達(dá)(棕色物質(zhì))明顯降低。有報道老齡大鼠皮質(zhì)注入標(biāo)記的NGF,其逆向轉(zhuǎn)運(yùn)明顯減少。不能逆向轉(zhuǎn)運(yùn)的神經(jīng)元呈現(xiàn)皺縮和萎縮,伴隔區(qū)TrkA mRNA減少。因此筆者認(rèn)為,NGF逆向轉(zhuǎn)運(yùn)障礙及NGF水平下降是老齡大鼠腦內(nèi)起始改變,由此引起神經(jīng)元的萎縮及受體TrkA減少,進(jìn)一步降低了NGF的生理效應(yīng),最終導(dǎo)致膽堿能神經(jīng)元的缺失和學(xué)習(xí)記憶障礙。這一病理過程可能與AD過程相類似。

  海馬區(qū)根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同分為CA1、CA2、CA3、CA4四個區(qū)域,它們都與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān),但在功能上略有不同。CA2、CA3區(qū)是學(xué)習(xí)記憶的中心區(qū),而CAl、CA4區(qū)是學(xué)習(xí)記憶的周邊區(qū)。我們的研究發(fā)現(xiàn):老年大鼠海馬CAl、CA2、CA3、CA4區(qū)NGF表達(dá)均較青年對照明顯減少,但老年大鼠海馬CA2、幟3區(qū)NGF的表達(dá)減少更嚴(yán)重,與學(xué)習(xí)記憶的功能分區(qū)相一致是造成老年大鼠學(xué)習(xí)記憶障礙的主要原因。

  側(cè)腦室內(nèi)注射NGF可減少切斷隔海馬徑路或穹窿傘引起的膽堿能神經(jīng)元退變,老齡大鼠注射NGF可提高膽堿乙酰化轉(zhuǎn)移酶的水平,改善認(rèn)知及記憶功能,因此NGF治療AD有理論根據(jù)。文獻(xiàn)報道腦室內(nèi)灌注NGF(1—3個月)治療AD病人3例,出現(xiàn)語言插曲記憶改善,額、顳皮層煙堿結(jié)合增加,腦血流增加,說明NGF的治療意義。然而,外源性NGF價格昂貴,分子量大不易通過血腦屏障,具有嚴(yán)重的副作用(包括體重減輕、疼痛和精神錯亂),并不是理想的治療方法。因此增加內(nèi)源性NGF的合成和釋放,成為研究AD治療的重要內(nèi)容。

  962膠囊是我室自行研制開發(fā)的中藥新藥,目前,已完成臨床前藥效及毒理研究。我們以往的實(shí)驗(yàn)證明:962膠囊能顯著改善老年大鼠學(xué)習(xí)記憶功能。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)的海馬CAl—CA4區(qū)錐體細(xì)胞層,962膠囊能明顯促進(jìn)自然衰老大鼠神經(jīng)生長因子(NGF)及其受體(Trk A)表達(dá),說明其可能含有或?qū)е麦w內(nèi)產(chǎn)生能通過血腦屏障的某些小分子物質(zhì),促進(jìn)內(nèi)源性NGF及其受體合成和釋放。962膠囊對學(xué)習(xí)記憶的中心區(qū)一海馬CA2、CA3區(qū)NGF和Trk A表達(dá)的增加作用最強(qiáng),這一藥理基礎(chǔ)是其改善老年大鼠學(xué)習(xí)記憶功能的重要機(jī)制,對于保護(hù)和修復(fù)神經(jīng)元,防治AD等神經(jīng)退行性疾病具有重要意義。

 
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