姜 洋 楊惠民 占程燕 李 璐
(北京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院腦病三科,北京 100700)
補(bǔ)腎祛瘀化痰法對(duì)載脂蛋白E基因敲除小鼠認(rèn)知功能的影響
姜 洋 楊惠民△占程燕 李 璐
(北京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院腦病三科,北京 100700)
目的通過(guò)研究補(bǔ)腎祛瘀化痰法對(duì)載脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠認(rèn)知功能的影響,探討其組方通脈益智膠囊對(duì)認(rèn)知障礙的療效。方法將32只ApoE基因敲除小鼠隨機(jī)分為4組,即成年中藥組、老年中藥組、成年模型組及老年模型組,每組8只;將16只相同遺傳背景C57BL/6J小鼠隨機(jī)分為2組,即成年正常組及老年正常組,每組8只。成年組小鼠至24周起、老年組小鼠至32周起,中藥組以通脈益智膠囊灌胃12周,模型組與正常組以同容積0.9%氯化鈉注射液灌胃12周,均每日1次。24周及36周時(shí),成年組小鼠予跳臺(tái)及避暗實(shí)驗(yàn);32周及44周時(shí),老年組小鼠予跳臺(tái)及避暗實(shí)驗(yàn)。結(jié)果在24周給藥前,成年中藥組、成年模型組與成年正常組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。記憶成績(jī)顯示,成年中藥組、成年模型組與成年正常組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)均較第1 d有所減少,但比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);成年中藥組、成年模型組與成年正常組小鼠的潛伏時(shí)間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明在小鼠24周齡時(shí)未出現(xiàn)明顯認(rèn)知障礙。在給藥12周后,成年中藥組、成年正常組錯(cuò)誤次數(shù)均較成年模型組降低(P<0.05,P<0.01),成年中藥組、成年正常組錯(cuò)誤次數(shù)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。記憶成績(jī)顯示,成年中藥組、成年正常組錯(cuò)誤次數(shù)均較成年模型組降低(P<0.05,P<0.01),潛伏時(shí)間均較成年模型組增加(P<0.05,P<0.01);成年中藥組、成年正常組錯(cuò)誤次數(shù)、潛伏時(shí)間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明在小鼠36周齡后已出現(xiàn)認(rèn)知障礙,補(bǔ)腎祛痰化瘀法對(duì)認(rèn)知障礙有一定改善。在32周給藥前,老年中藥組、老年模型組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)均較老年正常組多(P<0.05),老年中藥組與老年模型組之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。第2 d的記憶成績(jī)顯示,老年中藥組、老年模型組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)均較老年正常組多(P<0.05),潛伏時(shí)間均較老年正常組減少(P<0.05),老年中藥組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)、潛伏時(shí)間與老年模型組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明32周齡時(shí)ApoE基因敲除小鼠已出現(xiàn)認(rèn)知障礙。在給藥12周后(第44周),老年中藥組、老年正常組的錯(cuò)誤次數(shù)均老年模型組減少(P<0.05,P<0.01),老年中藥組的錯(cuò)誤次數(shù)與老年正常組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。記憶成績(jī)顯示,老年中藥組、老年模型組、老年正常組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)均較前1 d有所減少,但比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);老年中藥組、老年正常組的錯(cuò)誤次數(shù)均較老年模型組減少(P<0.01),潛伏時(shí)間均增加(P<0.01);老年中藥組的錯(cuò)誤次數(shù)、潛伏時(shí)間與老年正常組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明在 44周齡時(shí)ApoE基因敲除小鼠已出現(xiàn)明顯的認(rèn)知障礙,而補(bǔ)腎祛瘀化痰法則對(duì)認(rèn)知障礙有明顯的改善作用。結(jié)論老年ApoE基因敲除小鼠存在認(rèn)知功能損害;補(bǔ)腎祛瘀化痰法干預(yù)老年ApoE基因敲除小鼠后可改善行為學(xué)表現(xiàn),進(jìn)而改善認(rèn)知功能。
小鼠,基因敲除;認(rèn)知障礙,心理學(xué);小鼠,轉(zhuǎn)基因
阿爾茲海默病(alzheimer's disease,AD)嚴(yán)重影響老年人的生活質(zhì)量,并給家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān),隨著AD發(fā)病率逐年上升,尋求延緩或治療的方法被醫(yī)學(xué)界廣泛關(guān)注。一些研究證實(shí)脂質(zhì)代謝障礙可能參與AD的發(fā)病機(jī)制[1-2]。載脂蛋白E(ApoE)在脂質(zhì)代謝過(guò)程中發(fā)揮了重要作用,其參與維護(hù)膽固醇、磷脂的動(dòng)態(tài)平衡,調(diào)節(jié)神經(jīng)膜重塑時(shí)膽固醇與磷脂的動(dòng)員與再分布,維護(hù)和修復(fù)神經(jīng)元。近年來(lái),ApoE基因成為AD的重要危險(xiǎn)因素。ApoE基因敲除小鼠被廣泛應(yīng)用于心腦血管疾病的動(dòng)物模型,其因缺乏ApoE基因而出現(xiàn)脂質(zhì)代謝障礙。有研究表明ApoE基因敲除小鼠在認(rèn)知功能方面存在異常[3]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察補(bǔ)腎祛瘀化痰法對(duì)ApoE基因敲除小鼠認(rèn)知功能的影響,為通脈益智膠囊治療血管性癡呆及動(dòng)脈粥樣硬化的前期研究提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),為中醫(yī)治療認(rèn)知功能障礙提供新的依據(jù)和方法。
1.1 材料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 清潔級(jí)8周齡ApoE基因敲除小鼠32只,均為雄性,體質(zhì)量(20±2) g,購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(京)2011-0012;8周齡相同遺傳背景C57BL/6J小鼠16只,均為雄性,體質(zhì)量(20±2) g,購(gòu)自軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(軍)2007-004。飼養(yǎng)場(chǎng)地為北京中醫(yī)藥大學(xué)清潔級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房,普通飲食,充足攝食及飲水,室溫(25±2) ℃,風(fēng)力0級(jí),每日光照12 h,濕度25%~35%。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)藥物 通脈益智膠囊。藥物組成:女貞子、何首烏、丹參、赤芍藥、石菖蒲、遠(yuǎn)志、漏蘆。將上述藥物水煎煮后濃縮干燥,粉碎過(guò)篩,混勻制成膠囊,由中日友好醫(yī)院試劑科提供,京藥制字Z20053786。
1.1.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器 YLS-17B 避暗穿梭測(cè)試儀、2H-100型跳臺(tái)試驗(yàn)箱,均由北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院提供。
1.2 方法
1.2.1 動(dòng)物分組 將32只ApoE基因敲除小鼠隨機(jī)分為4組,即成年中藥組、老年中藥組、成年模型組及老年模型組,每組8只;將16只相同遺傳背景C57BL/6J小鼠隨機(jī)分為2組,即成年正常組及老年正常組,每組8只。
1.2.2 給藥方法 成年組小鼠至24周起、老年組小鼠至32周起,中藥組以通脈益智膠囊750 mg/(kg·d)(劑量根據(jù)人與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物用藥劑量換算得出)灌胃12周,模型組與正常組以同容積0.9%氯化鈉注射液灌胃12周,均每日1次。
1.2.3 實(shí)驗(yàn)方法 24周及36周時(shí),成年組小鼠予跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn);32周及44周時(shí),老年組小鼠予跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)。
1.2.3.1 跳臺(tái)實(shí)驗(yàn) 第1 d讓小鼠在箱內(nèi)平臺(tái)上適應(yīng)3 min,然后通電,記錄5 min內(nèi)小鼠受到電擊的次數(shù),即錯(cuò)誤次數(shù);第2 d重新測(cè)試,記錄5 min內(nèi)小鼠第1次跳下平臺(tái)的時(shí)間(即潛伏期)、5 min內(nèi)小鼠受到的電擊的總次數(shù),5 min內(nèi)小鼠未跳下平臺(tái)其潛伏期按300 s計(jì)算。
1.2.3.2 避暗實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)利用小鼠喜暗厭明的習(xí)性,第1 d訓(xùn)練前將小鼠頭背著洞口放入明室,先適應(yīng)環(huán)境3 min,然后給暗室銅柵通以36 V電流,小鼠一進(jìn)入暗室即受電擊,其正確反應(yīng)是回到明室,銅柵通電持續(xù)5 min,此為訓(xùn)練過(guò)程。第2 d對(duì)小鼠進(jìn)行記憶測(cè)驗(yàn),記錄小鼠第1次進(jìn)入暗室的時(shí)間(即避暗潛伏期),并記錄5 min內(nèi)小鼠進(jìn)入暗室的次數(shù)(即避暗錯(cuò)誤次數(shù)),5 min內(nèi)未進(jìn)入暗室的小鼠其潛伏期按300 s計(jì)算。

2.1 成年組小鼠給藥前跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)成績(jī)比較 見(jiàn)表1。

表1 成年組小鼠給藥前跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)成績(jī)比較 ±s
由表1可見(jiàn),在24周給藥前分別進(jìn)行跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn),第1 d為學(xué)習(xí)階段,第2 d重復(fù)測(cè)試為記憶階段。跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)和避暗實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)成績(jī)顯示,成年中藥組、成年模型組與成年正常組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。記憶成績(jī)顯示,成年中藥組、成年模型組與成年正常組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)均較第1 d有所減少,但比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);成年中藥組、成年模型組與成年正常組小鼠的潛伏時(shí)間均較第1 d降低,但比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明在小鼠24周齡時(shí)未出現(xiàn)明顯認(rèn)知障礙。
2.2 成年組小鼠給藥后跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)成績(jī)比較 見(jiàn)表2。

表2 成年組小鼠給藥后跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)成績(jī)比較 ±s
與成年模型組比較,*P<0.05,**P<0.01
由表2可見(jiàn),在給藥12周后再進(jìn)行跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)成績(jī)顯示,成年中藥組、成年正常組錯(cuò)誤次數(shù)均較成年模型組降低(P<0.05,P<0.01),成年中藥組、成年正常組錯(cuò)誤次數(shù)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。記憶成績(jī)顯示,成年中藥組、成年正常組錯(cuò)誤次數(shù)均較成年模型組降低(P<0.05,P<0.01),潛伏時(shí)間均較成年模型組增加(P<0.05,P<0.01);成年中藥組、成年正常組錯(cuò)誤次數(shù)、潛伏時(shí)間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明在小鼠36周齡后已出現(xiàn)認(rèn)知障礙,補(bǔ)腎祛痰化瘀法對(duì)認(rèn)知障礙有一定改善。
2.3 老年組小鼠給藥前跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)成績(jī)比較 見(jiàn)表3。

表3 老年組小鼠給藥前跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)成績(jī)比較 ±s
與老年正常組比較,*P<0.05
由表3可見(jiàn),在32周給藥前分別進(jìn)行跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn),第1 d的學(xué)習(xí)成績(jī)顯示,老年中藥組、老年模型組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)均較老年正常組多(P<0.05),老年中藥組與老年模型組之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。第2 d的記憶成績(jī)顯示,老年中藥組、老年模型組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)均較老年正常組多(P<0.05),潛伏時(shí)間均較老年正常組減少(P<0.05),老年中藥組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)、潛伏時(shí)間與老年模型組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明32周齡時(shí)ApoE基因敲除小鼠已出現(xiàn)認(rèn)知障礙。
2.4 老年組小鼠給藥后跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)成績(jī)比較 見(jiàn)表4。

表4 老年組小鼠給藥后跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)成績(jī)比較 ±s
與老年模型組比較,*P<0.05,**P<0.01
由表4可見(jiàn),在給藥12周后(第44周)再進(jìn)行跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)成績(jī)顯示,老年中藥組、老年正常組的錯(cuò)誤次數(shù)均老年模型組減少(P<0.05,P<0.01),老年中藥組的錯(cuò)誤次數(shù)與老年正常組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。記憶成績(jī)顯示,老年中藥組、老年模型組、老年正常組小鼠的錯(cuò)誤次數(shù)均較前1 d有所減少,但比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);老年中藥組、老年正常組的錯(cuò)誤次數(shù)均較老年模型組減少(P<0.01),潛伏時(shí)間均增加(P<0.01);老年中藥組的錯(cuò)誤次數(shù)、潛伏時(shí)間與老年正常組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明在 44周齡時(shí)ApoE基因敲除小鼠已出現(xiàn)明顯的認(rèn)知障礙,而補(bǔ)腎祛瘀化瘀法則對(duì)認(rèn)知障礙有明顯的改善作用。
中醫(yī)學(xué)認(rèn)為,AD屬癡呆范疇,其病位在心和腦,屬虛實(shí)夾雜之證,病機(jī)主要有腎精虧虛、髓海失充而導(dǎo)致腦失所養(yǎng),或由肝郁脾濕、痰阻血瘀造成腦脈痹阻。治以補(bǔ)腎填精、益智開(kāi)竅、滌痰化瘀為大法,佐以益氣健脾、養(yǎng)血柔肝、通絡(luò)開(kāi)痹之品。通脈益智膠囊中女貞子、何首烏補(bǔ)肝益腎,填精充髓,有滋陰強(qiáng)壯之力,為君藥;丹參、赤芍藥活血化瘀,為臣藥;石菖蒲、遠(yuǎn)志芳香化濁,祛痰利竅,為佐藥;使以漏蘆清熱通竅疏經(jīng)。諸藥合用,共奏補(bǔ)肝益腎、化瘀祛痰、益智醒神之功。
ApoE基因在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中由星形膠質(zhì)細(xì)胞合成并分泌,可調(diào)節(jié)神經(jīng)膜重塑時(shí)膽固醇與磷脂的動(dòng)員與再分布,維護(hù)和修復(fù)神經(jīng)元。有研究發(fā)現(xiàn)[4],ApoE基因可能與記憶呈相關(guān)性。ApoE基因敲除小鼠的血腦屏障的通透性是普通小鼠的3.7倍,這就導(dǎo)致一些非必需小分子化合物進(jìn)入大腦,造成大腦功能的部分紊亂,從而可能引發(fā)老年癡呆[5]。賈雪梅等[6]發(fā)現(xiàn),載脂蛋白E敲除小鼠海馬神經(jīng)元內(nèi)β-淀粉樣蛋白的表達(dá)高于C57BL/6J小鼠,與ApoE基因異常導(dǎo)致AD等神經(jīng)退行性疾病的認(rèn)知功能障礙可能有著密切聯(lián)系。ApoE基因敲除小鼠一直被用于動(dòng)脈粥樣硬化的研究,由于其認(rèn)知功能的異常,故近期亦被用于認(rèn)知障礙的研究。
本實(shí)驗(yàn)中所采取的跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)均是檢測(cè)結(jié)果比較明顯的行為學(xué)實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)小鼠對(duì)電流刺激的記憶及學(xué)習(xí)能力來(lái)評(píng)價(jià)受試動(dòng)物神經(jīng)行為學(xué)在用藥前后、組別之間的差異。由于跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)的操作性較強(qiáng)及靈敏度較高,故在各種小鼠的神經(jīng)行為學(xué)檢測(cè)中應(yīng)用較廣。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示,在24周時(shí),給藥前各組并無(wú)明顯異常,可能由于ApoE 基因敲除小鼠的認(rèn)知功能損害在24周時(shí)并未出現(xiàn),但當(dāng)給藥12周后,即成年組小鼠為36周齡時(shí),認(rèn)知功能損害已經(jīng)顯現(xiàn),模型組小鼠在行為學(xué)表現(xiàn)方面明顯差于中藥組及正常組。而老年組ApoE基因敲除小鼠32周齡時(shí)在未給藥的情況下,在跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn)中的第1 d錯(cuò)誤次數(shù)、第2 d錯(cuò)誤次數(shù)及第2 d潛伏時(shí)間與正常組C57BL/6J小鼠比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P<0.01),由此可推測(cè)32周齡的ApoE基因敲除小鼠比C57BL/6J小鼠的認(rèn)知功能有所減低;給藥12周至44周齡時(shí),模型組與中藥組、正常組在認(rèn)知功能方面存在明顯差異。老年中藥組在給予通脈益智膠囊12周后進(jìn)行跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)及避暗實(shí)驗(yàn),在各個(gè)指標(biāo)方面均優(yōu)于同周齡模型組小鼠,并且與同周齡C57BL/6J小鼠比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)合成年組及老年組不同周齡小鼠的行為學(xué)表現(xiàn)可知,通脈益智膠囊針對(duì)認(rèn)知障礙有效,而且在前期研究中,通脈益智膠囊針對(duì)血管性癡呆[7]、動(dòng)脈粥樣硬化[8]及高脂血癥等均有較好療效。
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(本文編輯:習(xí) 沙)
EffectsoftheprescriptionfortonifyingkidneyandremovingstasisandreducingphlegmoncognitivefunctionofApoEknockoutmice
JIANGYang,YANGHuimin,ZHANChengyan,etal.
EncephalopathyDepartmentThree,F(xiàn)irstClinicalCollegeAffiliatedtoBeijingUniversityofTraditionalChineseMedicine,Beijing100070
ObjectiveTo explore the effects of the prescription (Tongmai Yizhi capsule) for tonifying kidney and removing stasis and reducing phlegm on cognitive function of ApoE knockout mice.Methods32 ApoE knockout mice were randomly divided into four groups,the treatment group and model group of senior and the treatment group and model group of elder,8 mice in each group.And 16 C57BL/6J mice were divided into two groups as the normal groups in senior and elder 8 mice in each group.Mice in treatment group of senior
Tongmai Yizhi capsule from 24 weeks of mice for 12 weeks.Mice in treatment group of elder received Tongmai Yizhi capsule from 32 weeks of mice for 12 weeks.Mice in model group and the normal group received the same volume of 0.9% sodium chloride injection for 12 weeks.At 24 weeks and 36 weeks,jumping and to avoid dark experiment of mice in group of senior were finished.At 32 weeks and 44 weeks,jumping and to avoid dark experiment of mice in group of elder were finished.ResultsThere was no difference between the treatment group,model group and normal group in senior on the number of errors before treatment (P<0.05).After continuous infusion 12 weeks,there were differences between the treatment group,model group and normal group in senior on the number of errors in memory performance (P<0.05,P<0.01).The the number of errors in memory performance in the treatment group and normal group in senior were lower than that in model group in senior.Latent time was increased as compared with that in model group (P<0.05,P<0.01).There was no difference between treatment group and normal group on the the number of errors and latent time (P>0.05).The results showed that ApoE knockout mice at 36-weeks had cognitive impairment.The method of tonifying kidney and removing stasis and reducing phlegm can improve cognitive impairment.Before 32-weeks the number of errors in model group and treatment group in elder were more than that in normal group in elder (P<0.05).There was no difference between model group and treatment group in elder on the number of errors (P>0.05).After continuous infusion 12 weeks, The number of errors in memory performance in the treatment group and normal group in elder were lower than that in model group in senior (P<0.05).Latent time was increased as compared with that in model group (P<0.05,P<0.01).The results showed that ApoE knockout mice at 44-weeks had cognitive impairment.The method of tonifying kidney and removing stasis and reducing phlegm can improve cognitive impairment.ConclusionApoE knockout mice have cognitive impairment when they get old.The method of tonifying kidney and removing stasis and reducing phlegm can improve neurobehavioral manifestation and cognitive impairment on ApoE knockout mice.
Mice,Gene knockout;Cognitive disorders;Psychology;Transgenosis
△ 通訊作者:北京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院腦病三科,北京 100700
姜洋(1986—),女,博士研究生在讀,碩士。研究方向:老年病及神經(jīng)內(nèi)科學(xué)。
R245.97;R341;R395;R741
A
1002-2619(2014)03-0428-05
2013-07-03)