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目的：通过皮下注射D-半乳糖(D-gal)建立大鼠衰老模型,研究竹节参总皂苷对衰老大鼠的脑保护作用,并对其作用机制进行初步探讨。
方法：将 Wistar 大鼠随机分为正常对照组、模型组、竹节参总皂苷低、中、高剂量组和维生素E阳性对照组,采用D-半乳糖致衰老大鼠模型。模型组及给药组皮下注射D-半乳糖400mg/kg,正常组皮下注射生理盐水；同时,正常组和模型组灌胃给予生理盐水,竹节参总皂苷低、中、高剂量组分别灌胃给予50mg/kg、100mg/kg、200mg/kg的竹节参总皂苷,阳性对照组灌胃给予200mg/kg的维生素E；每天1次,连续给药8周后进行实验。第7周开始运用Morris水迷宫方法检测大鼠的学习记忆能力。第8周,采取大鼠血和脑组织用于各项指标的检测：称取脑重量后进行脑重量指数的检测；脑组织匀浆后进行超氧化物歧化酶( SOD )和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性的检测、总抗氧化能力(T-AOC)的检测、丙二醛(MDA)含量的检测；运用 ELISA 方法检测脑组织中脂褐素的含量；取海马组织经 HE 染色观察病理形态学变化及电镜下观察超微结构变化；运用免疫组化方法进行脑组织中 Nrf2 的表达分析；运用Western-blot方法进行细胞核内Nrf2蛋白和脑组织中Bcl2、Bax蛋白的表达分析；运用 Real-time PCR 方法进行血红素氧合酶(HO-1)、醌氧化还原酶(NQO1)和谷氨酸半胱氨酸连接酶(GCLC) mRNA的表达分析。
结果：1、学习记忆能力检测结果：与模型组相比,竹节参总皂苷各用药组大鼠学习记忆能力增强,表现为缩短逃避潜伏期、延长目的象限停留时间和增加经过平台的次数(P<0.05,P<0.01)。2、脑重量指数结果：与正常组相比,模型组大鼠脑重量指数明显降低(P<0.05)；与模型组相比,各用药组大鼠脑重量指数明显升高(P<0.05, P<0.01)。3、氧化指标检测结果：与模型组相比,各用药组能明显降低脑组织中MDA含量,升高SOD、GSH-Px活性,增强T-AOC(P<0.05,P<0.01)。4、脂褐素含量检测：与正常组相比,模型组大鼠脑组织中脂褐素含量明显下降；与模型组相比,用药组脂褐素含量明显增加(P<0.05,P<0.01)。5、HE 染色观察：正常组大鼠海马神经元排列规则,胞核清晰；模型组大鼠海马神经元排列散乱,细胞体积变小并大量变性,胞核固缩呈不规则形状；各用药组能够明显改善海马神经细胞形态,细胞核固缩明显减轻,细胞排列较整齐。6、电镜观察海马超微结构：正常组大鼠海马线粒体数目较多且线粒体内嵴清晰；模型组线粒体数量减少且有空泡出现,有少量脂褐素沉积；用药组能改善线粒体的形态,增加线粒体数量。7、免疫组化染色结果：模型组胞浆Nrf2表达较正常组表达多,而胞核内Nrf2减少；用药组Nrf2在细胞核内的阳性表达较模型组增多。8、Western-blot 分析结果：与模型组比较,用药组能显著增加 Nrf2 在细胞核内的蛋白表达,具有统计学意义(P<0.05)；与正常组比较,模型组Bcl-2降低, Bax 表达升高,且 Bcl-2/Bax 比值降低,有统计学意义(P<0.05)；与模型组比较,用药组Bcl-2表达升高,Bax表达降低,且Bcl-2/Bax比值升高(P<0.05))。8、Real-time PCR分析结果：与正常组比较,模型组大鼠脑组织中HO-1、NQO1和GCLC的表达均显著下降(P<0.05或P<0.05)；用药组较模型组HO-1、NQO1和GCLC的表达显著上调(P<0.05或P<0.01)。
结论：竹节参总皂苷对 D-半乳糖致衰老大鼠具有脑保护作用,其机制与增加细胞核内Nrf2表达、增强抗氧化能力有关。