吳成吉,晉學(xué)飛,王 璇,魏春杰,鄒春穎*,張淑萍
(1.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)四科,黑龍江佳木斯154000;2.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院泌尿外科,吉林長(zhǎng)春130033)
卡托普利對(duì)Aβ1-42誘導(dǎo)的癡呆模型大鼠記憶功能的影響
吳成吉1,晉學(xué)飛2,王 璇1,魏春杰1,鄒春穎1*,張淑萍1
(1.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)四科,黑龍江佳木斯154000;2.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院泌尿外科,吉林長(zhǎng)春130033)
目的 觀察血管緊張素酶抑制劑(ACEI)類藥物卡托普利對(duì)Aβ1-42誘導(dǎo)的阿爾茨海默癡呆模型大鼠的記憶能力,學(xué)習(xí)能力的影響以及相關(guān)機(jī)制的探究。方法 把SD成年大鼠60只,隨機(jī)分為,模型組和假手術(shù)組,其中模型組四個(gè)亞組各12只,假手術(shù)組12只。在各組鼠腦部?jī)蓚?cè)海馬區(qū)注射Aβ1-42制作大鼠AD(Alzheimer disease)癡呆模型。假手術(shù)組,使用生理鹽水注射到兩側(cè)海馬區(qū),作為對(duì)照。模型組為使用卡托普利按大、中、小劑量分三亞組和生理鹽水亞組。假手術(shù)組不使用藥物。用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力,檢測(cè)大腦皮層和海馬區(qū)的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)、超氧化物歧化酶(SOD)、突觸素(SYP)含量。結(jié)果 Aβ1-42誘導(dǎo)的模型組大鼠,水迷宮實(shí)驗(yàn)逃避潛伏期明顯延長(zhǎng),學(xué)習(xí)記憶能力明顯障礙;與模型鹽水亞組相比,使用卡托普利高劑量可以使逃避潛伏期變短,穿越平臺(tái)次數(shù)增加2.1倍,平臺(tái)象限時(shí)間與總時(shí)間之比增加15.7%,顯示改善大鼠學(xué)習(xí)記憶能力;與模型鹽水亞組相比,高劑量卡托普利亞組大鼠大腦中的ACE明顯增加2.9倍,SOD含量也增加28%,海馬中的突觸素SYP增加2.3倍,大鼠清除β淀粉蛋白能力增加,抗氧化能力增強(qiáng),記憶能力增加。結(jié)論 卡托普利中高劑量明顯改善Aβ1-42誘導(dǎo)的大鼠模型的學(xué)習(xí)記憶能力,大鼠腦皮質(zhì)中的ACE和SOD含量上升,海馬中突觸素SYP增加,記憶能力增強(qiáng)。
卡托普利;Aβ1-42;SD大鼠;阿爾茲海默;ACE
(Chin J Lab Diagn,2015,19:1441)
ACEI類藥物(血管緊張素轉(zhuǎn)換酶)為常見(jiàn)的一線心血管藥物,其應(yīng)用是心血管疾病治療的基石[1]。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑具有明顯的降壓效果,還可以擴(kuò)張血管,降低血壓,改善心臟功能,降低高血壓患者心腦血管疾病發(fā)病率[23]。同時(shí)有研究顯示,ACEI類藥物具有改善阿爾茨海默患者精神和認(rèn)知的效果。AD患者在早期就能出現(xiàn)突觸減少缺失,突觸功能和結(jié)構(gòu)的異常,突觸素(SYP)[4]蛋白是突觸核心蛋白,對(duì)突觸正常功能維持與可塑性有重要意義。本研究,用Aβ1-42大鼠癡呆模型,驗(yàn)證ACEI類藥物是否對(duì)阿爾茨海默病記憶功能有改善作用[5]。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料 動(dòng)物:使用清潔級(jí)SD大鼠,體重300-350g,60日齡雄性,60只,購(gòu)于北京華阜康生物科技股份有限公司。藥物:卡托普利片,廣東華南藥業(yè)集團(tuán)有限公司,水合氯醛。試劑:Aβ1-42,超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒購(gòu)于Sigma公司,鼠血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE),突觸素SYP克隆抗體(購(gòu)于Santa Cruz公司)。設(shè)備:大鼠腦立體定位儀(深圳市瑞沃德生命科技有限公司)、Morris水迷宮(安徽正華生物儀器設(shè)備有限公司)、酶標(biāo)儀(美國(guó)伯騰儀器)
1.2 方法 60只SD大鼠隨機(jī)分成兩組,假手術(shù)組和模型組,模型組分為四亞組:模型(鹽水)組、模型藥物高(20.0mg/kg)、中(5.0mg/kg)、低(1mg/kg)劑量亞組。
1.2.1 Aβ1-42誘導(dǎo)癡呆模型 用無(wú)菌生理鹽水溶解Aβ1-42,濃度500μmol/L,為使其變成寡聚狀態(tài),需37℃保溫箱中孵育5天后備用。使用3.5ml/kg 10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠,將鼠固定于腦立體定向儀上,70%酒精消毒,切開頭部皮膚,擦凈并充分暴露顱骨中線和前囟,按照大鼠腦定位圖譜,于(前囪后3.8mm,中線旁2.5mm,硬膜下4.0mm)兩側(cè)海馬區(qū)背側(cè),模型組注射2.5μL孵育好的Aβ1-42,注射后留針2min。假手術(shù)組,注射等劑量的生理鹽水,注射后留針2min??p合傷口并再次消毒。術(shù)后5日,模型藥物組按劑量1mg/kg、5.0mg/kg、20mg/kg給大鼠灌胃,模型鹽水亞組和假手術(shù)組,等量生理鹽水灌胃,1次/天,持續(xù)4周,到Morris水迷宮試驗(yàn)結(jié)束。
1.2.2 Morris水迷宮 采用經(jīng)典的Morris水迷宮測(cè)試,設(shè)置定位航行實(shí)驗(yàn)和空間探索試驗(yàn)。水迷宮為直徑150cm,高60cm,站臺(tái)直徑12cm,置于第1象限,池水為不透明黑色,深30cm(高出站臺(tái)2 cm),水溫在(25℃±1℃)。定位航行實(shí)驗(yàn),將大鼠每次隨機(jī)從4個(gè)區(qū)域中的其中一個(gè)面向池壁放入池中,記錄大鼠將在池內(nèi)游泳直至找到水面下的平臺(tái)的時(shí)間(逃避潛伏期,escape latency),允許大鼠在平臺(tái)上停留30s。在60s內(nèi)沒(méi)有找到平臺(tái),則引導(dǎo)大鼠找到平臺(tái),找到平臺(tái)時(shí)間記為60s。訓(xùn)練間隔60s,每天2次,定位巡航試驗(yàn)持續(xù)5天。空間探索實(shí)驗(yàn),定位航行實(shí)驗(yàn)后一天,移除水下平臺(tái),然后選擇一個(gè)入水點(diǎn)讓大鼠面向池壁放入池中,記錄大鼠在60s內(nèi)的游泳軌跡、穿越原隱藏平臺(tái)位置的次數(shù)以及在第1象限游泳時(shí)間與總游泳時(shí)間的百分比,來(lái)檢測(cè)大鼠對(duì)原平臺(tái)位置的記憶能力。水迷宮實(shí)驗(yàn)期間繼續(xù)給予卡托普利或生理鹽水。
1.2.3 測(cè)定大鼠腦組織ACE、SOD、SYP水迷宮試驗(yàn)24h后,斷頭處死后,取出大鼠全腦組織,并用冰冷生理鹽水洗凈,于低溫環(huán)境下將大鼠大腦皮層和海馬分離,并稱重。而后加入相當(dāng)其組織9倍的生理鹽,水制成濃度為10%腦組織勻漿,離心,取上清液測(cè)定皮層中SOD、ACE。用Western blot檢測(cè)海馬中SYP的含量。
2.1 卡托普利對(duì)Aβ1-42誘導(dǎo)癡呆大鼠的記憶能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果 Morris水迷宮第1天是學(xué)習(xí)階段,有未在規(guī)定時(shí)間完成的,結(jié)果差別大,故沒(méi)在本結(jié)果予以顯示。定位巡航實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示(表1):與模型生理鹽水亞組相比,低劑量組逃避潛伏期無(wú)明顯差異(P>0.05),無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。高劑量組與生理鹽水亞組相比,高劑量組的逃避潛伏期明顯縮短,第2與第3天(P<0.05),第4與第5天(P<0.01)。中劑量組第2和3天與鹽水組無(wú)明顯差異,第4和5天逃避潛伏期縮短(P<0.05)。空間探索實(shí)驗(yàn)顯示(表2),與生理鹽水亞組相比,中高劑量組的穿越平臺(tái)次數(shù)明顯增加(P<0.01),在平臺(tái)象限的時(shí)間與總時(shí)間之比也明顯增大(P<0.05)。低劑量和鹽水組比較,穿越平臺(tái)次數(shù)和時(shí)間之比有增加,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。表明Aβ1-42誘導(dǎo)癡呆模型成功,中高劑量卡托普利對(duì)大鼠的記憶和行為有改善作用。
2.2 大腦中SOD、ACE和和海馬中SYP的含量 模型生理鹽水亞組大鼠皮質(zhì)中的SOD明顯降低(P<0.01),卡托普利中高劑量組的SOD比生理鹽水亞組明顯升高(P<0.05),但仍低于正常水平,見(jiàn)表3。
表1 大鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)逃避潛伏期(±s,n=12)
表1 大鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)逃避潛伏期(±s,n=12)
注:與模型生理鹽水亞組比較*P<0.05,**P<0.01
給藥劑量第2天第3天第4天第5天假手術(shù)組41.56±11.85 30.81±10.91 25.89±8.03 18.45±6.63模型高劑量組30mg/kg 45.68±10.33*38.76±10.56*23.72±9.74**17.67±4.95**模型中劑量組5mg/kg 53.24±11.69 40.33±9.81 31.64±10.06*18.50±5.09**模型低劑量組1mg/kg 52.57±11.21 47.16±9.55 42.51±7.39 30.68±6.60模型生理鹽水亞組53.42±9.98 45.65±11.30 38.87±9.63 32.39±8.91
表2 大鼠水迷宮穿越平臺(tái)次數(shù)及平臺(tái)象限與總時(shí)間之比(±s,n=12)
表2 大鼠水迷宮穿越平臺(tái)次數(shù)及平臺(tái)象限與總時(shí)間之比(±s,n=12)
注:與模型生理鹽水亞組比較*P<0.05**P<0.01
給藥劑量第6天穿越平第6天平臺(tái)象限臺(tái)次數(shù)時(shí)間與總時(shí)間之比假手術(shù)組2.48±0.97 35±2.7模型高劑量組30mg/kg 2.25±0.88**36±2.2*模型中劑量組5mg/kg 2.01±0.53**35±1.9*模型低劑量組1mg/kg 1.24±0.89 21±1.5模型生理鹽水亞組1.15±0.62 19±2.9
表3 大腦皮層中SOD、ACE和海馬中SYP的含量(±s,n=12)
表3 大腦皮層中SOD、ACE和海馬中SYP的含量(±s,n=12)
注:與模型生理鹽水亞組比較*P<0.05
組別皮層中皮層中ACE/海馬中SYP/SODAction Action β-β-假手術(shù)組165±18 0.9 0.78模型高劑量組122±11*3.0*0.64*模型中劑量組129±15*2.4*0.68*模型低劑量組103±16 1.6 0.42模型生理鹽水亞組96±12 1.2 0.34
本研究使用ACEI類藥物卡托普利[6],對(duì)Aβ1-42的大鼠AD模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[7],探究ACE的升高是否能改善AD大鼠的記憶學(xué)習(xí)能力。結(jié)果顯示較高劑量藥物能改善AD的學(xué)習(xí)記憶能力,表明高水平ACE可能在AD的病理生理改變中起保護(hù)作用。其機(jī)制可能與ACE可以降解β-淀粉樣蛋白,從而使其集聚性下降并使?jié)撛诘募?xì)胞毒性作用降低有關(guān)[8-11],β-淀粉樣蛋白的減少,提升大腦細(xì)胞功能和海馬內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞突觸的功能,從而增強(qiáng)其學(xué)習(xí)記憶能力。而AD患者的抗氧化酶如(SOD)的減少,導(dǎo)致氧自由基增加,加重氧化應(yīng)激,機(jī)體反應(yīng)性的拮抗氧化應(yīng)激使β-淀粉樣蛋白沉積加速[12]。ACEI類藥物是如何使抗氧化酶增加,從而減少β-淀粉樣蛋白,緩解學(xué)習(xí)記憶障礙其機(jī)制本次實(shí)驗(yàn)并不能解釋??赡芘cACEI的擴(kuò)管降壓作用或者在血管外的腦組織中發(fā)揮獨(dú)立作用,仍然需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和探索。
[1]Klungel OH,Leufkens HG,van Dijk L,et al.Sources of heteroge-neity in case-control studies on associations between statins,ACE-inhibitors,and proton pump inhibitors and risk of pneumonia.de Groot MC[J].European journal of epidemiology,2014,29(10):767.
[2]Loftus PA,TanM,PatelG,et al.Risk factors associated with severe and recurrent angioedema:an epidemic linked to ACE-inhibitors[J].The Laryngoscope,2014,124(11):2502.
[3]金 實(shí),金 華,陳 瑛,等.來(lái)氟米特聯(lián)合貝那普利對(duì)糖尿病腎病大鼠腎組織MCP-1表達(dá)的影響[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2011,5(2):798.
[4]藺 勇,張 揚(yáng),張東威,等.豐富環(huán)境干預(yù)對(duì)短暫性全腦缺血大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2010,12(1):1886.
[5]Burger D,Reudelhuber T,Mahajan A,et al.Effects of a domainselective ACE inhibitor in a mouse model of chronic angiotensin II-dependent hypertension[J].Clinical science(London,England:1979),2014,127(1):57.
[6]NawazM,Arayne MS,Sultana N,et al.Investigation of interaction studies of cefpirome with ACE-inhibitors in various buffers.Spectrochimicaacta[J].Molecular and biomolecular spectroscopy,2015,137(4):1050,
[7]Wang X,Cui M,Jia J,et al.(99m)Tc-labeled-2-arylbenzoxazole derivatives as potential Aβimaging probes for single-photon emission computed tomography[J].European journal of medicinal chemistry,2015,89(7):331.
[8]Wang XQ,Xia CL,Chen SB,et al.Design,synthesis,and biological evaluation of 2-arylethenylquinoline derivatives as multifunctional agents for the treatment of Alzheimers-disease[J].Europeanjournal of medicinal chemistry,2015,89(9):349.
[9]冷聞?shì)x,于 明,陳加俊,等.MCI-186對(duì)阿爾茨海默病大鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的影響[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2011,3(1):381.
[10]El-Sayed NS,Bayan Y.Possible role of resveratrol targeting estradiol and neprilysin pathways in lipopolysaccharide model of Alzheimer disease[J].Advances in experimental medicine and biology,2015,822(5):107.
[11]Lee JS,Lee BI,Park CB,Photo-induced inhibition of Alzheimer beta-amyloid aggregation invitro by rose Bengal[J].Biomaterials,2015,38(1):43.
[12]Zhang D,Li H,Wang JB,Echinacoside inhibits amyloid fibrillization of HEWL and protects against A-beta;-induced neurotoxicity[J].International journal of biological macromolecules,2015,72(1):243.
The Kato Pury effect on Aβ1-42 induced rat model of dementia and memory function
WU Cheng-ji,JIN Xue-fei,WANG Xuan,et al.(Department of Neurology First Affiliated Hospital of Jiamusi University,Jia Mu-si 154000,China)
Objective Observation of angiotensin enzyme inhibitors(ACEI)drug captopril on Aβ1-42alzheimer's dementia model in rats induced by memory ability,to explore the influence of learning ability and related mechanisms.Methods The 60adult SD rats were divided into groups of five,With model group,the groups of mouse on both sides of the hippocampus injected Aβ1-42making AD dementia model in rats.On both sides of control,the use of saline injected into the hippocampus,a control.Model group captopril for use in large,medium and small dose of three group and use physiological saline group.Control without the use of drugs.In Morris water maze experiment testing rats learning and memory ability,testing the cerebral cortex and hippocampus angiotensin converting enzyme Superoxide Dismutase and SYP.Results Outcomes And control than Aβ1-42rat model induced,water maze experiment to escape significantly prolong the incubation period,the ability of learning and memory.Compared with the model of saline group,captopril high doses can escape the incubation period shorten,the cross platform number increases,the platform quadrant time and the ratio of the total time extended,according to improve the ability of learning and memory in rats;Compared with the model of saline group,with captopril ACE with a significant increase in the brains of rats and SOD content increases,the hippocampus synaptic also increases,showed an increased ability toβ-amyloid protein in rats,enhanced anti-oxidationability,memory ability increase.Conclusion Captopril high dose markedly improved the rats induced by A beta 1-42model of learning and memory ability,hippocampal synaptic SYP increase,in the cortex of rats ACE and SOD content increased;The possible mechanism of ACEI drugs outside the cerebrovascular,ACE reactivity in the brain increases,increase the removal of the amyloid beta,reduce the toxicity of amyloid beta,increased ability to remember.
Captopril;Aβ1-42;SD rat;Alzheimer;ACE
R749.1+6
A
2014-07-06)
1007-4287(2015)09-1441-03
黑龍江省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(C201242)
*通訊作者