论文部分内容阅读
目的：
在前期工作的基础上，研究不同水平大豆异黄酮(SIF)对β淀粉样肽1—42(Aβ1—42)介导的大鼠神经损伤的拮抗作用，并探讨其可能的作用机制，为采用SIF早期有效预防阿尔茨海默病(AD)的发生发展提供科学的基础数据及理论依据。
方法：
按体重将3月龄雄性Wistar大鼠随机分为5组：对照组、Ap模型组、SIF干预组(低、中、高剂量组)，SIF灌胃剂量分别为40mg/kg·bw·d、80 mg/kg·bw·d和160 mg/kg·bw·d，每组15只，连续灌胃14d后，双侧海马CA1区注射Aβ1—42制备大鼠学习记忆损伤模型，对照组注射等量生理盐水，于术后7d，Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力；术后14d，断头处死动物，进行相关指标的检测，包括，①形态学检查：免疫组织化学法检测大鼠大脑皮质Aβ阳性表达细胞数；②体内氧化还原状态检测：酶法测定血清/脑组织总抗氧化能力(AOC)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等氧化相关指标；③体内矿物元素水平检测：电感耦合等离子体原子发射光谱(ICPS)法测定脑组织矿物元素钙(Ca)、镁(Mg)、锰(Mn)、铁(Fe)、锌(Zn)和铜(Cu)的水平；④神经细胞凋亡相关调控基因/蛋白的表达：用反转录—聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)检测caspase—3、caspase—9、ERK1/2、p38、bcl—xl和bad基因的表达。
结果：
1.SIF对Aβ1—42介导的大鼠空间学习记忆能力的影响
(1)与对照组相比，Aβ1—42模型组大鼠平均逃避潜伏期和总路程显著延长(P<0.05)；与Aβ模型组比，SIF三个剂量组潜伏期和总路程明显缩短(P<0.05)；与SIF低剂量组相比，SIF高剂量组潜伏期缩短，差异有统计学意义(P<0.05)。Aβ模型组在平台象限游泳的距离的百分比明显低于对照组(P<0.05)，与Aβ模型组比，SIF三个剂量组在平台象限游泳的距离的百分比明显增高(P<0.05)，SIF各组间比较，大鼠在平台象限游泳的距离的百分比差异无统计学意义(P>0.05)。
(2)与对照组相比，Aβ模型组大鼠大脑皮质Aβ阳性细胞数和阳性细胞面积均显著增加(P<0.05)；与Aβ模型组比，SIF三个剂量组大鼠大脑皮质Aβ阳性细胞数和阳性细胞面积显著减少(P<0.05)；与SIF低剂量组相比，SIF高剂量组大鼠大脑皮质Aβ阳性细胞数和阳性细胞面积减少，差异有统计学意义(P<0.05)。
2.SIF对Aβ1—42介导的大鼠体内氧化还原状态和矿物元素水平的影响
(1)体内氧化还原状态与对照组相比，Aβ模型组大鼠血清AOC水平和GSH-Px活力显著降低(P<0.05)，脑组织GSH-Px活力显著降低(P<0.05)，血清和脑组坌MDA水平均显著升高(P<0.05)；与Aβ模型组相比，SIF三个剂量组血清AOC水平和GSH-Px活力显著增高(P<0.05)，血清MDA7K平显著降低(P<0.05)；SIF中和高剂量组脑组织GSH-Px活力显著增高(P<0.05)；SIF各组间比较，SIF中和高剂量组血清AOC水平高于SIF低剂量组，SIF高剂量组血清MDA水平低于SIF低剂量组，差异均有统计学意义(P<0.05)。
(2)体内矿物元素水平与对照组相比，Ap模型组大鼠大脑组织铜元素含量和铜/锌比值升高，锌、镁元素含量下降，差异均有统计学意义(P<0.05)，锰、铁、钙元素含量则无统计学差异(P>0.05)；与模型组相比，SIF三个剂量组锌元素含量升高，铜/锌比值下降，差异均有统计学意义(P<0.05)，SIF中、高剂量组铜元素含量显著减少(P<0.05)，锰、铁、钙元素含量无统计学差异(P>0.05)；SIF各组间比较，SIF高剂量组铜元素含量和铜/锌值低于SIF低剂量组，差异有统计学意义(P<0.05)，锌、镁、锰、铁和钙元素含量，SIF各组间差异无统计学意义(P>0.05)。
3. SIF对Aβ1—42介导的大鼠脑组织中凋亡相关基因表达的影响
(1)与对照组相比，Aβ模型组caspase—3、caspase—9和p38 mRNA表达上调，而Erk2和bcl—xl mRNA表达下调，其差异均具有统计学意义(P<0.05)；与Aβ模型组相比，SIF三个剂量组可显著上调bcl—xl mRNA，下调caspase—3和p38 mRNA，差异均有统计学意义(P<0.05)，SIF中和高剂量组还可上调Erk2 mRNA(P<0.05)；SIF各组间比较，随着SIF剂量增加，bcl—xl mRNA表达呈上升趋势，caspase—3和p38 mRNA表达呈下降趋势，但差异均无统计学意义(P>0.05)。
(2)与对照组相比，Aβ模型组Caspase—3和P38蛋白表达显著增加(P<0.05)；与Aβ模型组相比，SIF三个剂量组可不同程度的下调Aβ引起的Caspase—3蛋白表达，差异有统计学意义(P<0.05)，SIF中高剂量组还可显著减少P38蛋白的表达(P<0.05)；SIF各组间比较，随着SIF剂量增加，Caspase—3和P38蛋白表达呈下降趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)。
结论：
本研究以Aβ1—42作为诱导大鼠学习记忆损伤的神经毒，研究SIF对Aβ引起的神经毒性作用的拮抗作用及其作用机制。研究结果显示：
(1) Aβ1—42是有效的神经毒性物质，可引起Aβ脑内沉积，进而引起大鼠的空间学习记忆损伤，可能与Aβ介导的神经组织氧化损伤、矿物元素平衡失调以及引起相关凋亡调控基因的表达改变有关。
(2) SIF可有效改善大鼠的空间学习记忆能力。SIF可能是通过改善机体氧化还原状态，提高机体抗氧化水平，调节脑内矿物元素的平衡，减少淀粉样蛋白在大脑的沉积和表达，进而拮抗Aβ介导的神经毒性，改善大鼠的学习记忆功能，并且在一定范围内表现出剂量—反应关系。另一方面，SIF可上调凋亡抑制基因bcl—xl表达，下调在激活caspase家族中起关键作用的上游的caspase—9及其下游的效应分子caspase—3的表达：同时，SIF能上调MAPK家族成员中促进细胞增殖的Erk2的表达，下调诱导细胞凋亡的p38表达。结果提示，SIF可能是通过调控凋亡信号传导通路中bcl—2家族、caspases途径和p38 MAPK通路上相关基因的表达等，进而实现对神经的保护作用。