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老年性痴呆亦称阿尔兹海默病(Alzheimer's Disease,AD),是一种以记忆减退、认知障碍为特征的中枢神经退行性疾病.AD的主要病理特征为细胞外间隙一淀粉样蛋白(AD)沉积所形成的老年斑(SP)、细胞内异常磷酸化的Tau蛋白聚集所形成的神经纤维缠结(NFT)以及皮层、海马区神经元丢失.在中枢胆碱能神经系统内则以基底前脑的MeyIlert基底核胆碱能系统变化最明显.神经生物化学研究显示,AD患者乙酰胆碱(ACh)的合成减少,胆碱乙酰转移酶(ChAT)活性下降,与痴呆的严重程度密切相关.脑源性营养因子(BDNF)及其受体的某种缺陷可引起的胆碱能神经元形态、功能上的变化是造成学习记忆与认知功能衰退的主要原因之一.目前世界各国积极寻找有效药物,但收效有限,但是中医药在防治神经退行性疾病有其独特之处.
已有的研究表明知母的活性成分ZMS能改善老年动物的学习记忆功能,但是其机制不明.本研究探讨ZMS及其异构体SMI对胆碱能神经细胞退行性的影响和作用机制。
一、整体动物实验:
选用胆碱能损害拟AD大鼠模型和自然衰老模型,运用Y迷宫观察行为学的变化；放射配基结合分析、放射化学、免疫组化和ELISA方法研究AD模型鼠脑M1受体和总M受体密度、脑ChAT活力和ChAT含量、脑BDNF含量的的变化,以及药物SMI的作用.结果显示:SMI能明显改善模型大鼠学习指数和记忆指数；明显上调模型大鼠M受体和/或M1受体密度；明显提升增龄引起下降的大鼠脑ChAT功能；明显上调增龄引起下降的BDNF表达,但均未超过正常对照组.
二、离体细胞实验观察SMI对Aβ诱导的AD细胞模型生存率(MTT法)、M受体密度、ChAT阳性细胞、细胞上清中BDNF蛋白水平和细胞内BDNFmRNA水平(RT-PCR法)的影响.加用BDNF功能性抗体和化学性阻断剂K252a阻断BDNF-trkB通路,了解BDNF-trkB通路是否直接参与了SMI保护作用.结果显示:SMI上调AD模型细胞下降的MTT值；提升AD细胞模型下降的M受体密度；保护ChAT阳性细胞(数目和轴突)；可提升AD细胞模型下降的BDNF蛋白水平和BDNFmRNA水平,且都高于正常对照组；加用BDNF功能性抗体和化学性阻断剂K252a阻断BDNF-trkB通路后,可以抵消SMI保护AD细胞模型的功能,包括对M受体密度和ChAT阳性细胞.
三、结论
1.SMI对Aβ毒性损伤所致的学习记忆功能减退具有保护作用,提升模型组下降的M 受体密度和M1受体密度；SMI对增龄引起的学习记忆功能减退具有保护作用,提高下降的M受体密度,改善ChAT活力,升高增龄引起的BDNF水平.这都对AD的有效防治具有重要意义.
2.SMI能有效阻止Aβ毒性损伤所致的神经细胞毒作用.SMI对Aβ毒性作用所引起的BDNF水平的下降,M受体密度的下降,ChAT阳性细胞数目减少和ChAT阳性细胞轴突断裂缩短具有抑制作用.同时实验表明了BDNF确实参与了SMI恢复Aβ毒性损伤所致的神经细胞的胆碱能功能.
3.SMI具有与目前临床使用的胆碱酯酶抑制剂不同的作用特点,提示SMI可能使其在尽量减少毒副作用的前提下,达到更有效地防治AD的目的。