黄芩素对阿尔茨海默症小鼠认知功能及脑内氧化应激的影响

黄芩素对阿尔茨海默症小鼠认知功能及脑内氧化应激的影响

刘洁容丁圣钰彭晴李凤云高越罗琼（通

作者简介：刘洁容（1999年6月-），女，籍贯湖南省隆回县，长沙医学院本科生物技术专业在校生，E-mail：2466538133@qq.com

通讯作者：罗琼（1986年6月-），女，籍贯湖南省隆回县，研究生，讲师，研究方向：内生细菌，E-mail：332507264@qq.com

项目编号：长沙医学院大学生研究性学习和创新性实验计划项目长医教[2018]77号-221

长沙医学院湖南长沙410219

摘要：目的探讨黄芩素对阿尔茨海默症小鼠认知功能及脑内氧化应激的影响。方法2018年2月至2018年10月期间，将36只SD小鼠采用随机数字表法随机分为6组，空白对照组，模型对照组，黄芩素低、中、高剂量组，阳性对照组，每组6只。模型对照组和药物治疗各组小鼠腹腔注射D-半乳糖5ml/kg，连续6周，建立AD模型，空白对照组小鼠注射等体积的生理盐水。造模次日起，黄芩素低、中、高剂量组分别给予不同剂量黄芩素（10、20和40mg·kg-1）腹腔注射，阳性对照组给予多奈哌齐（5mg·kg-1），空白组和模型组小鼠注射生理盐水，每日1次，连续22d。灌胃15d后，通过Morris水迷宫实验检测小鼠认知功能；灌胃22d后，利用ELISA法检测小鼠脑组织内丙二醛（MDA）水平、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）活性的统计学差异。结果与模型组相比，在第5天黄芩素给药各组小鼠在水迷宫实验的逃避潜伏期均明显缩短（P<0.05），错误次数明显减少（P<0.05）；此外，黄芩素能够使AD小鼠脑内MDA含量明显降低（P<0.05），GSH-Px和SOD活性明显升高（P<0.05）。结论黄芩素能够有效改善D-半乳糖诱导的AD小鼠模型损伤的认知能力，这一效果可能与其能降低小鼠脑内氧化应激水平有密切联系。

关键词：黄芩素；阿尔茨海默症；认知功能；脑内氧化应激

阿尔茨海默病（AD）是一种与年龄密切相关的中枢神经系统退行性病变，主要表现为认知功能障碍、精神行为异常及生活自理能力丧失等。随着人口老龄化的增加，AD的发病率也呈现逐年升高的趋势，给患者、家庭以及社会带来巨大的经济负担。据统计，全球AD患者已超过2600多万，AD已经被认为是老年期认知功能障碍最主要的病症。目前，西医主要通过采用提高突触间隙乙酰胆碱含量治疗AD，其可在一定程度上减轻临床症状，但总体的治疗效果欠佳，难以对病情进行有效控制，且停药后极易复发，费用高昂。近年来通过进行深入研究，中医学者已证实中医药对阿尔茨海默症具有多靶点、多方式及多途径等治疗优势，有利于对病情进行整体调节、改善临床症状。本实验通过腹腔注射D-半乳糖建立AD小鼠模型，研究黄芩素对AD小鼠认知功能的影响并初步探讨其作用机制，为黄芩素应用于AD临床提供理论依据。

1对象与方法

1.1研究对象：2018年2月至2018年10月期间，36只SD健康小鼠，雌雄各半。

1.2实验药物：黄芩素用二甲基亚砜（DMSO）溶解后配成100mmol/L储存液，分装后－20℃存备用。

1.3动物分组以及模型的建立

1.3.1动物分组：将小鼠采用随机数字表法随机分为6组，空白对照组，模型对照组，黄芩素低、中、高剂量组，阳性对照组，每组6只。

1.3.2模型的建立：模型对照组和药物治疗各组小鼠腹腔注射D-半乳糖5mg·kg-1，连续6周，建立AD模型，空白对照组小鼠注射等体积的生理盐水。造模次日起，黄芩素低、中、高剂量组分别给予不同剂量黄芩素（10、20和40mg·kg-1）腹腔注射，阳性对照组给予多奈哌齐（5mg·kg-1），空白组和模型组小鼠注射生理盐水，每日1次，连续22d。

1.4各项指标检测

（1）Morris水迷宫检测小鼠认知能力：各组小鼠处理15d后，每组选6只小鼠，随机选择象限面向池壁放入水中，记录每只小鼠寻找到平台所需的时间，若小鼠在90s内寻找到平台，则让小鼠在平台停留10s，若小鼠无法在90s内寻找到平台，取出小鼠置于平台10s，并计时90s。训练5d，采用不同入水点将小鼠放入水中，记录小鼠寻找到平台的时间。撤除水迷宫中的平台，随机选取入水点将小鼠放入水中，记录90s内小鼠穿过原平台所在区域的次数，并进行统计。

（2）氧化应激指标：行为学实验结束后，将小鼠进行快速断头处死，取大脑配制成10%脑匀浆检测大鼠脑组织内丙二醛（MDA）水平、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性。其中SOD活性检测采用黄嘌呤氧化酶法，GSH－Px活性检测采用酶联免疫吸附法，MDA水平检测采用硫代巴比妥酸比色法。

1.5统计学方法：采用SPSS19.0软件对数据进行统计分析。正态分布的计量资料采用（）表示。组间比较采用OnewayANOVA检验，P≤0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1Morris水迷宫实验结果：如表1所示，随着训练时间的延长，各组小鼠的逃避潜伏期都在逐渐缩短；模型组第1~5天小鼠的逃避潜伏期长于空白组（P<0.05或<0.01）；黄芩素低、中剂量组小鼠第2~5天逃避潜伏期明显短于模型组（P<0.05）；其中第2~5天黄芩素高剂量组小鼠比低剂量组的逃避潜伏期明显缩短（P<0.05）；黄芩素高剂量组和阳性对照组小鼠在第2~5天时逃避潜伏期短于模型组（P<0.05或<0.01），表明黄芩素在40mg·kg-1时能够有效改善AD小鼠的认知能力。

2.2氧化应激指标测定结果：如表2所示，模型组小鼠与空白组小鼠相比脑组织中SOD、GSH-Px活性明显降低（P<0.01），MDA含量显著升高（P<0.01）；不同剂量黄芩素组和阳性对照组与模型组相比均可显示小鼠脑组织SOD和GSH-Px活性明显升高（P<0.01或<0.05），同时MDA含量降低（P<0.01或<0.05）。其中，黄芩素高剂量组与低剂量组相比小鼠脑组织中SOD和GSH-Px活性升高明显（P<0.05），MDA含量降低明显（P<0.05），结果表明黄芩素能在10~40mg·kg-1范围内使AD小鼠脑内氧化应激的水平降低。

3讨论

近年来，大量研究已经证实氧化应激异常与阿尔茨海默症发病机制间存在密切关系，体内氧自由基水平异常升高可加快细胞膜脂质过氧化进程，诱导一系列细胞膜损伤和神经元凋亡，且氧自由基的大量存在可以导致老年斑和神经纤维缠结的形成、蛋白质修饰、多肽链错误折叠、DNA突变等情况发生，随后，这些变化将诱发一系列下游事件包括细胞代谢异常、神经元凋亡,从而导致记忆力减退和认知损失。研究表明，氧化应激以及炎症反应是AD神经元损伤的早特特征，寻找抑制氧化应激及炎症反应的药物，有助于防治AD神经元损伤及其认知功能障碍。

本研究发现，与模型组相比，黄芩素给药各组小鼠在水迷宫实验的逃避潜伏期均明显缩短且错误次数明显减少，其原因可能是因为黄芩素可通过抑制氧化应激来减少细胞凋亡，同时减少对超氧化物歧化酶、丙二醛的激活来减轻AD导致的神经病理学改变和认知功能损伤。黄芩素还具有改善脑血管循环、降低脑内血管阻力并增加脑血流量的功能，可在小鼠致脑损伤后帮助小鼠脑内正常运作。

本研究还发现，黄芩素能够使AD小鼠脑内MDA含量明显降低，GSH-Px和SOD活性明显升高，其原因可能是由于黄芩素为12-脂氧合酶的类黄酮抑制剂，可通过上调Nrf2和抑制12-脂氧合酶来阻止ROS的增加，从而达到保护细胞并降低氧化氢诱导的损伤，并通过抗细胞凋亡、抗氧化等机制起到神经保护作用。

综上所述，黄芩素能够有效改善D-半乳糖诱导的AD小鼠模型损伤的认知能力，这一效果可能与其能降低小鼠脑内氧化应激水平有密切联系。

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