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姜黄素对帕金森模型大鼠损伤神经元的修复作用及相关机制研究

2021-03-08付慧霄

中风与神经疾病杂志 2021年2期
关键词:姜黄帕金森低剂量

郭 森, 张 硕, 付慧霄, 刘 伟, 李 静, 朱 江, 张 弛

帕金森是一种临床较为常见的神经系统退行性病变。主要临床表现为运动迟缓、四肢震颤等[1,2]。老年人群为帕金森症状的高发群体,近年来,我国帕金森发病率居高不下[3,4]。帕金森症状发病机制相对较为复杂,目前临床医学尚未将帕金森发病机制研究透彻,因此尚无一种特效的治疗帕金森的手段[5]。本文研究中设计动物实验,建立帕金森大鼠模型,使用姜黄素进行干预,观察效果。

1 材料与方法

1.1 材料 选取40只SD健康雄性大鼠,由华兰生物工程股份有限公司提供,年龄8~10月,平均(9.0±0.9)m;体重225~238 g,平均体重(231.8±5.2)g。在相对湿度50%~55%、温度(23.9 ℃±2.5 ℃)的环境中喂养1 w,光照12 h/d。主要试剂:兔抗小鼠IL-6、IL-1β抗体(Invitrogen公司);小鼠抗大鼠TNF-α抗体(Hyclone公司)。

1.2 方法

1.2.1 建模及分组 随机选取10只大鼠为正常组,不做处理。其余30只建立帕金森模型:将鱼藤酮在葵花油乳油中溶解,浓度2 mg/ml,之后对大鼠进行颈背部皮下注射,剂量2 mg/(kg·d),1次/d,连续注射28 d。对大鼠行为学进行观察检测,大鼠肢体僵直、震颤、步态不稳、行动迟缓可视为建模成功。共建模成功28只,将28只帕金森模型大鼠随机分为模型组10只以及低、高剂量组各9只。正常组、模型组大鼠使用生理盐水进行灌胃处理,低、高剂量组大鼠分别使用20 mg/kg、60 mg/kg姜黄素提取物溶液进行灌胃处理,1次/d,连续干预14 d。

1.2.2 学习记忆能力检测 准备高50 cm、直径150 cm圆形水池,并分别标记4个点位,注入半池水,水温27 ℃。准备高30 cm、直径10 cm平台置于水池中央。分别于已标记4点位处将大鼠置入水中,统计各组大鼠自入水点游至预置平台时间,将120 s内未游至平台的大鼠引至平台,潜伏期记为120 s。大鼠在平台上停留30 s之后,将其置于其他不同入水点重新测试。所有大鼠均连续测试4 d,第5天撤除平台,将大鼠自入水点放入水中,记录60 s内大鼠穿越平台位置次数。

1.2.3 标本制备、HE染色 取各组大鼠尾部静脉血1 ml,2000 r/min离心处理15 min后分离上清液,在-80 ℃环境中保存待检。对各组大鼠进行麻醉处理后,颈椎脱臼法处死,取大鼠脑组织,固定在4%甲醛中,完全浸泡,于24 h后行常规石蜡包埋及连续切片。首先将切片烤干后进行脱蜡处理,之后顺序置入不同浓度的酒精中各复水3 min。使用苏木精染色15 min后清洗3次,使用盐酸酒精分化处理30 s,充分清洗之后使用1%伊红染色,使用酒精进行脱水处理后进行脱蜡处理,封片后使用显微镜进行观察,并对神经元大小、数量进行统计。

1.2.4 酶联免疫吸附实验法检测IL-6、IL-1β、TNF-α水平 设置10个标准孔,设置1个空半空及若干待测样品,在10 μl待测样品中加入40 μl样本稀释液,封板膜封板,置于37 ℃水浴箱温育30 min,清洗反应板5次,每次间隔30 s,拍干,在除空白孔以外的各孔中加入酶标液50 μl,封膜温育30 min,清洗反应板5次,每次间隔30 s,拍干,在各孔中加入显色A液、B液各50 μl,轻轻震荡混匀,37 ℃避光环境下显色15 min,在反应孔内加入终止液50 μl/孔以终止反应,450 nm波长测量每孔吸光度,检测IL-6、IL-1β、TNF-α水平。

2 结 果

2.1 各组大鼠脑组织病理学观察 与正常组比较,模型组大鼠脑组织细胞出现较为严重的肿胀、破裂状况,细胞排列不规则;低剂量组、高剂量组大鼠脑组织细胞肿胀、破裂状况出现缓解,且高剂量组大鼠脑组织细胞排列较规则,细胞肿胀、破裂状况情况相对较轻(见图1)。

2.2 各组大鼠神经元大小、数量比较 与正常组比较,模型组、低剂量组、高剂量组大鼠神经元大小、数量较低,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,低剂量组、高剂量组大鼠神经元大小、数量较高,差异具有统计学意义(P<0.05);与低剂量组比较,高剂量组大鼠神经元大小、数量较高,差异具有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

2.3 各组大鼠学习记忆能力比较 与正常组比较,模型组、低剂量组、高剂量组大鼠各时间点逃避潜伏期较长,穿越平台次数较低,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组、低剂量组组比较,高剂量组大鼠各时间点逃避潜伏期较短,穿越平台次数较高,差异具有统计学意义(P<0.05)(见表2)。

2.4 各组大鼠IL-6、IL-1β、TNF-α水平比较 与正常组比较,模型组、低剂量组、高剂量组大鼠IL-6、IL-1β、TNF-α水平较高,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组、低剂量组比较,高剂量组大鼠IL-6、IL-1β、TNF-α水平较低,差异具有统计学意义(P<0.05)(见表3)。

表1 各组大鼠神经元大小、数量比较

表2 各组大鼠学习记忆能力比较

表3 各组大鼠IL-6、IL-1β、TNF-α水平比较

3 讨 论

作为一种常见的神经内科疾病,帕金森发病后主要临床表现为静止性震颤、步态、姿势障碍、运动障碍等[6,7]。目前临床医学尚未将帕金森的发病机制研究透彻,年龄因素、环境因素、家庭遗传因素、氧化应激反应等均可能参与帕金森的发生发展[8,9]。药物治疗是临床常用的治疗帕金森的手段,有研究表示,抗精神疾病药物多具有一定的药物毒性,可能会对患者肝肾功能造成一定的损伤,治疗安全性并不理想,因此越来越多的专家学者致力于中医药治疗帕金森的研究[10,11]。作为一种由天南星科、姜科植物中提取出的多酚化合物,姜黄素具有消炎、降血脂、抗氧化、抗肿瘤、神经保护等药理作用[12,13],但是关于将姜黄素应用于帕金森临床治疗的研究还相对较少。

帕金森症状的发生发展对机体认知功能、神经功能造成严重的影响。许多学者通过设计水迷宫动物实验对动物模型学习记忆能力进行检测。余恒[14]等在研究中建立帕金森大鼠模型,并设计水迷宫实验对学习记忆能力进行检测,得出有效的干预能够改善帕金森大鼠学习记忆能力,发挥神经功能保护作用的结论。本研究中设计水迷宫实验,结果显示,帕金森大鼠逃避潜伏期较长,穿越平台次数少,说明帕金森症状的发生发展会对大鼠神经功能造成较大损伤,严重影响学习记忆能力。使用高剂量姜黄素进行干预的帕金森大鼠逃避潜伏期明显缩短,穿越平台次数增加,说明使用高剂量姜黄素进行干预能够减轻帕金森大鼠神经损伤程度,使大鼠学习记忆能力提升,具有一定的神经保护作用。本文研究中还对帕金森大鼠脑组织神经元大小、数量进行检测,结果显示,使用高剂量姜黄素进行干预的帕金森大鼠脑组织神经元大小、数量均明显上升,说明姜黄素能够改善帕金森大鼠神经元大小、数量,具有一定的神经保护作用。

帕金森症状的发生发展与机体脑组织炎症反应密切相关[15~17]。IL-6、IL-1β、TNF-α均为TLR4/NF-κB信号通路的下游因子,TLR4/NF-κB信号通路在机体炎症反应发生发展过程中发挥重要作用,因此IL-6、IL-1β、TNF-α在机体炎症反应过程中发挥重要作用。本文研究结果显示,使用高剂量姜黄素对帕金森模型大鼠进行干预,大鼠IL-6、IL-1β、TNF-α水平出现明显下降,说明使用高剂量姜黄素进行干预,能够减轻帕金森脑组织炎症反应,从而减轻神经损伤严重程度,发挥神经保护作用。

综上所述,使用姜黄素对帕金森模型大鼠进行干预,能够改善大鼠学习记忆能力,提升大鼠脑组织神经元大小、数量,发挥神经元损伤修复作用,其功能可能与减轻脑组织炎症反应,调控细胞自噬、细胞凋亡蛋白表达有关,为帕金森的临床治疗提供一定的理论依据。

正常组 模型组 低剂量组 高剂量组

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