功效:抗抑郁
机理:
关闭某些Ca2+通道,细胞膜超极化,阻止了外钙内流,缓解了细胞钙超载,同时激活了cAMP-CREB信号通路级联反应,调节某些抑制细胞凋亡和促进细胞分化、再生以及细胞修复的蛋白的表达,从而达到抗抑郁作用
指标:
1、活性物连续给药对小鼠高架十字迷宫实验的影响;
2、活性物连续给药对小鼠悬尾实验的影响;
3、活性物连续给药对小鼠血清中糖皮质激素(Cort)含量的影响;
4、活性物连续给药对小鼠大脑中环腺昔酸应答元件结合蛋白(CREB)表达的影响。
活性成分:刺五加甙
依据:
1细胞的凋亡与细胞内信号转导介质及通路的功能失常有密切联系,Ca2+是细胞转到导中重要的信号分子,参与细胞表面的生物电活动、细胞代谢和细胞功能的调节,它是生命过程中极为重要的元素。细胞正常生长时,细胞内Ca2+浓度小于0.1Mm,而Ca2+在细胞外的浓度却大于1.0Mm,这种极高浓度差是有其生物学意义的,为维持细胞正常生存所必需的。近年来大量的研究表明,N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA)受体是介导一系列神经细胞损害发生的关键物质,NMDA受体通道主要是钙离子通道,通过NMDA受体引发的细胞内钙超载对引起神经元的损伤起着关键性的作用,能够破坏神经细胞膜功能,影响神经元的可塑性、蛋白质的合成、神经-胶质细胞相互作用等,最终导致细胞凋亡,如急性的神经元变性、坏死和迟发性的神经元凋亡等现象出现。神经细胞内游离钙([Ca2+]i)增多的神经毒性源于一些依赖于Ca2+的系统被过度活化,包括各种蛋白和酶的激活,最终导致神经细胞的损伤。
2糖皮质激素(glucocorticoid,GC)(小鼠为皮质酮,人为皮质醇)是由肾上腺皮质分泌的一类具有神经活性的甾体激素,为应激激素,正常浓度下对维持机体正常的生长发育以及生理和应激状态下内环境的稳定是极其重要的,它参与机体内多种代谢过程和中枢神经系统功能的调节。当机体受到外界应激损伤时GC出现过度分泌,高浓度的GC不仅损伤外周免疫、内分泌、消化等系统,而且通过血脑屏障进入脑组织,危害中枢神经系统。对神经内分泌的研究发现,海马是中枢神经系统中GC受体(GR)含量最多的脑区,
在长期的慢性应激或长期暴露于高浓度的GC作用下,过量的GC通过与海马上的GR结合而使得海马机能持续低下,海马细胞脆性增加,海马对外界的各种神经毒物的敏感性增加,对海马产生不利影响,引起海马区细胞损伤,使海马体积缩小、树突萎缩、神经元丢失甚至死亡。原代细胞培养实验证明,过量的GC对大鼠海马神经细胞具有损伤作用,并且是通过多种途径实现的,GC可能过度激活NMDA受体而导致细胞毒性效应,通过影响凋亡途径以及MAPK途径中相关蛋白的表达而损伤海马神经细胞。对SH-SY5Y细胞
的研究发现,GC可引起细胞的凋亡并可能阻断细胞由G1期进入S期。
3环磷腺苷效应元件结合蛋白,全称cAMP-responseelementbindingprotein,CREB。一种调节基因转录的蛋白质。CREB作为一种选择性结合CREs的核蛋白,它的存在能刺激基因转录,所以,又被称为转录增强因子。CREB、环磷酸腺苷反应元件调节因子(CREM)与转录活化因子1(ATF2)均是属于含碱性亮氨酸拉链结构(bZIPs)的转录因子家族,主要对PKA等信号发生应答反应。未经磷酸化的CREB主要位于核内,cAMP激活PKA后,活化的PKA进入细胞核,通过氨基端激酶诱导域(KID)磷酸化来活化CREB,从而调节靶基因的录。CREB作为许多细胞信号转导通路的交汇点,多种应激刺激通过细胞内信号转导途径使CREB第位的丝氨酸磷酸化而激活,其中包括Ca2+依赖的蛋白激酶的激活调节,活化的CREB直接或间接激活相关基因的转录,如C-fos,jun-B、jun-D,bcl-2以及某些神经营养因子如神经生长因子、脑源性神经营养因子等,这些基因产物调节神经元在应激性损伤后再生、存活及修复等。
1实验材料
1.1动物
将7周龄、雄性、体重在40±2g的昆明小鼠72只,安置在室温(25~28℃),通风、自然光照的动物饲养室内饲养,使其自由摄食、饮水。饲养一周适应新的环境后用于实验。
2实验方法
2.1装置
(1)小鼠高架十字迷宫实验装置
包括两个30×5cm(长×宽)的开臂和两个30×5×15cm(长×宽×高)的闭臂,闭臂上部敞开,中央有一个5×5cm的开阔部,两种类型的双臂呈相对位置的十字型,迷路距地面45cm,开臂的周边有一高出0.25cm的沿。迷路由黑色有机玻璃制成。迷宫上方4个40W日光灯照明。
(2)小鼠悬尾实验装置
装置为20×25×25cm的上部敞口箱,上部固定一直径1.5cm横杆。
2.2小鼠高架十字迷宫实验
实验前禁食12小时,将36只昆明小鼠分成6组,分别为空白对照组、损伤组模型组、地西洋组(4mg/mL)、刺五加低剂量组(mg/kg)、刺五加中剂量组(mg/kg)、刺五加高级量组(mg/kg),灌喂给药40min后开始实验。实验时将小鼠置于十字迷路中央区,头朝开臂,观察5min内小鼠的活动情况,每次观察完成后用湿海绵彻底清洗迷路并擦干。
2.3小鼠悬尾实验
实验前禁食12小时,分组方法同实验2.2,灌喂给药40min后开始实验。将小鼠尾部距末端2cm处用胶布固定倒悬于箱上方横杆上,悬挂6min,观察小鼠挣扎状况。
2.4血清中糖皮质激素(Cort)含量的测定
小鼠进行高架十字迷宫实验和悬尾实验后,立即断头处死取血,将收集的血液在4℃,rpm/min离心10min,收集血清,-20℃冻存。血清样本标记医院检测科检测。
2.5大脑中环腺昔酸应答元件结合蛋白(CREB)的表达测定
小鼠进行高架十字迷宫实验和悬尾实验后,立即断头处死,迅速在冰盘上剪开颅盖和脑膜,取全脑,去小脑称重,加入1mL预冷的组织蛋白裂解液,在冰盘上使用玻璃匀浆器中充分匀浆,取出匀浆液,4℃,1rmp/min离心25min,取上清,-20℃冻存。采用考马斯亮蓝G-染色法对匀浆液进行蛋白定量,将样本统一浓度,按照小鼠环腺营酸应答元件结合蛋白ELISA试剂盒说明书进行操作,测定单个样本中蛋白CREB的含量。
3结果
3.1刺五加水提物对不同抑郁模型小鼠血清中Cort含量的影响
高架十字迷宫实验和悬尾实验小鼠血清中的含量如图1和图2所示。从高架十字迷宫实验和悬尾实验的结果中均可以看出,与空白对照组小鼠血清中Cort含量相比,损伤模型组小鼠血清中Cort含量极显著的升高,分别达到6.31±0.78(p0.01)和6.40±0.50(p0.01),经过4mg/kg地西伴和不同浓度的刺五加水提物保护后,各保护组小鼠血清中Cort含量虽与对照组含量相比有显著性升高,但是与损伤模型组相比较均有极显著性的降低。
3.2刺五加水提物对抑郁模型小鼠大脑中CREB蛋白表达的影响
高架十字迷宫实验和悬尾实验小鼠大脑中CREB蛋白表达量如图3和图4所示。从高架十字迷宫实验和悬尾实验的结果中均可以看出,与对照组相比,损伤模型组小鼠大脑中CREB表达量极显著降低(p0.01),分别达到5.96±0.97(ng/g)和5.30±0.89(ng/g)。经过4mg/kg地西洋和不同浓度的刺五加水提物保护后,各保护组小鼠大脑中CREB蛋白的表达量有升高的趋势,但是高架十字迷宫实验中除了刺五加水提物低剂量组中小鼠CREB蛋白表达有显著提高外,其他各保护组小鼠大脑中CREB蛋白表达虽有提高,但与损伤模型组并无显著性的差异而悬尾实验中地西伴和刺五加水提物保护组小鼠大脑内CREB蛋白的表达量均较损伤模型组有极显著的增加(p0.01)。提示刺五加水提物对小鼠悬尾诱发的中度抑郁的保护效果优于高架十字迷宫实验诱发的轻度抑郁保护效果。
4结论
(1)刺五加水提物对轻度抑郁症和中度抑郁症有显著的保护作用,mg/kg刺五加水提物对轻度抑郁症保护效果最显著,mg/kg刺五加水提物对中度抑郁症保护效果最显著。
(2)刺五加水提物通过上调CREB表达量发挥保护抑郁症的作用。mg/kg刺五加水提物对轻度抑郁症动物大脑内CREB蛋白表达上调影响明显,而mg/kg和mg/kg刺五加水提物对CREB蛋白表达影响与损伤组相比无显著性差异;mg/kg刺五加水提物对中度抑郁症动物大脑内CREB蛋白表达上调影响最显著,mg/kg和mg/kg刺五加水提物组小鼠大脑内CREB蛋白表达与损伤组相比也有显著性的提高。
上述研究结果表明,刺五加水提物能够通过保护细胞膜功能,减少细胞外游离钙内流,上调小鼠大脑CREB蛋白的表达,发挥抗抑郁的作用。
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