天麻素对脑缺血再灌注小鼠海马新生神经元的保护作用

目的:探讨不同剂量天麻素(Gastrodin,GAS)对缺血再灌注模型小鼠海马新生神经元的保护作用及其可能机制。方法:将50只C57BL/6小鼠随机分为假手术组(Sham)、模型组(MCAO+Vehicle)、模型+天麻素低剂量(10 mg/kg)组(MCAO+GAS(L)),模型+天麻素中剂量(50 mg/kg)组(MCAO+GAS(M)),模型+天麻素高剂量(100 mg/kg)组(MCAO+GAS(H))。除Sham组接受假手术外(皮肤切开,分离颈动脉),分别对MCAO组及MCAO+GAS各组行右侧颈内动脉栓线术,造成并保持大脑中动脉闭塞(MCAO)1 h。术后,Sham组和MCAO组即刻腹腔注射生理盐水(0.1 m L/kg),MCAO+GAS各组注射不同剂量天麻素,每24小时重复给药1次,连续7天。最后一次注射24 h后,对各组小鼠的神经功能进行评分,之后处死动物取脑组织,通过HE、免疫荧光染色以及Western Blot观察和比较各组小鼠海马形态学和DCX的表达水平。结果:(1)术后第7天,MCAO+Vehicle组小鼠神经功能评分(3.2±0.63)显著高于假手术组、MCAO+GAS(M)(1.8±0.63)和MCAO+GAS(H)组(P0.05)。(2)术后第7天,与假手术组相比较,MCAO+vehicle组海马颗粒细胞排列不规则,核稍大且固缩深染,齿状回部有较多空洞;与MCAO+vehicle组比较,MCAO+GAS(H)组海马空洞样改变减少,细胞排列较整齐,胞膜较完整,核结构较清晰。(3)术后第7天,与假手术组相比较,DCX染色阳性细胞数显著减少,而MCAO+GAS(M)组DCX染色阳性细胞数(183±64.5)和MCAO+GAS(H)组DCX染色阳性细胞数(195±93.68)显著高于MCAO+Vehicle组。MCAO+Vehicle组海马的DCX表达水平显著低于假手术组及MCAO+GAS(M)组和GAS(H)组(P0.01)。结论:天麻素可能通过上调海马DCX的表达水平,调节海马神经发生,进而对缺血性脑卒中后再灌注发挥神经保护作用。     

黑柄炭角菌(乌灵菌)粉改善睡眠作用以及对小鼠大脑神经递质及其受体的影响

本研究探讨了黑柄炭角菌菌核乌灵菌粉的改善睡眠作用以及对小鼠大脑神经递质及其受体的影响。144例小鼠随机分为低、中、高3个剂量(0.25、0.5和1.0 g/kg bw)的乌灵菌粉实验组和1个空白对照组,进行了30 d的灌胃干预,从小鼠睡眠行为和其大脑组织中神经递质及其受体两个方面进行分析。结果显示,乌灵菌粉无直接催眠作用,对小鼠正常生长和体重增长无显著影响。相比于对照组,乌灵菌粉3个剂量实验组巴比妥钠诱导的入睡潜伏期均显著缩短(P<0.05),戊巴比妥钠阈下剂量下入睡动物数均有增加,戊巴比妥钠诱导的睡眠时间仅有中、高两个剂量组显著增加(P<0.05),低剂量组睡眠时间增加不显著(P>0.05)。低、中、高3个剂量组小鼠大脑组织中γ-氨基丁酸A型受体(GABA_AR)表达量均显著上升(P<0.05),γ-氨基丁酸B型受体(GABA_BR)表达量却显著下降(P<0.05),5-羟色胺(5-HT)和γ-氨基丁酸含量均显著上升(P<0.01)。综上所述,乌灵菌粉具有明显的改善睡眠功效,其作用机制可能是通过提高脑中5-HT和GABA含量,促进小鼠大脑组织中GABA_AR受体表达来实现。     

调节TREK1对小鼠海马神经干细胞增殖和BDNF表达的影响

目的:观察调节TWIK相关的K+通道1(TREK1)对小鼠海马神经干细胞增殖和脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)表达的影响。方法:从孕10.5 d C57bl/6J小鼠胚胎海马中分离出神经干细胞并培养,待细胞达到70%～80%融合后,对细胞进行慢病毒干预,细胞分为sham组,Ctrl组(转染对照病毒),Plenti-TREK-1组(转染携带TREK1高表达载体病毒)和sh-TREK-1组(转染携带TREK1-shRNA病毒)。采用CCK-8法检测病毒干预后3天和7天各组神经干细胞的细胞活力,采用q RT-PCR检测病毒干预后7天各组神经干细胞TREK-1基因表达情况,并通过Elisa检测各组神经干细胞上清液BDNF表达水平。结果:与sham组相比较,(1)Plenti-TREK-1组TREK1基因表达上调,神经干细胞的神经球体积减小,细胞活力降低,细胞增殖减少,细胞上清BDNF水平下降;(2)sh-TREK-1组TREK1基因表达下调,神经干细胞的神经球体积增加,细胞活力增高,细胞增殖增加,细胞上清BDNF水平上调;(3)上述各项指标Ctrl组与sham组之间无统计学差异。结论:神经干细胞的增殖与TREK1通道密切相关,上调TREK-1可以抑制神经干细胞增殖及其BDNF的表达水平;下调TREK-1则可以促进神经干细胞增殖并上调其BDNF的表达水平。     

高压氧预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及对其海马BDNF和GDNF基因表达的影响

目的:探讨高压氧预处理(Hyperbaric oxygen preconditioning, HBO-PC)对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及对其海马脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)、胶质细胞源性神经营养因子(glialcellline-derivedneurotrophicfactor,GDNF)基因表达的影响。方法:将32只SD雄性大鼠随机分为对照组(Sham组)、高压氧对照组(HBO组)、模型组(MCAO组)、高压氧预处理+模型组(HBO+MCAO组),对HBO组和HBO+MCAO组连续给予高压氧预处理5天,随后对MCAO组和HBO+MCAO组进行右侧颈内动脉栓线术,建立大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型,其他两组行假手术,于术后第7天对各组大鼠进行Morris水迷宫行为学检测和神经功能评分,检测结束后处死大鼠,进行神经功能缺损评分及氯化三苯基四氮唑(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride, TTC)染色;通过蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测大鼠海马组织BDNF和GDNF的基因表达情况。结果:(1)神经功能评分提示:Sham组和HBO组均未出现神经功能障碍,MCAO组大鼠出现明显的神经功能障碍,MCAO+HBO组神经功能评分明显高于MCAO组(P0.05)。(2)TTC检测提示:Sham组和HBO组脑组织损伤一侧均未出现梗死灶,MCAO组出现较大的梗死面积比(25.45±8.75)%,MCAO+HBO组的梗死面积比(18.84±10.55)显著小于MCAO组,差异具有统计学意义(P 0.05)。(3)Western Blot检测显示:MCAO组BDNF与GDNF基因表达水平显著低于Sham组和HBO组,差异具有统计学意义(P 0.05),而MCAO+HBO组可以逆转这一效应,差异具有统计学意义(P 0.05)。结论:高压氧预处理可以通过调节BDNF、GDNF基因表达,改善MCAO模型大鼠神经功能和认知水平,发挥神经保护作用。     

小鼠海马结构氧化/抗氧化相关因子和神经营养因子表达的增龄性变化

目的通过观察小鼠年龄增长过程中海马氧化/抗氧化相关因子谷胱甘肽(GSH)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性、丙二醛(MDA)和脑源性神经营养因子(BDNF)、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)水平的变化,探讨海马内抗氧化损伤能力及神经营养因子水平的变化与海马老化的关系。方法通过β-半乳糖苷酶染色观测青年组(2-3月)、中年组(6-8月)、老年组(18-20月)雄性C57小鼠海马细胞衰老程度。比色法、硫代巴比妥酸法、酶联免疫吸附试验分别检测GSH、GSH-PX、MDA、BDNF、GDNF在各组小鼠海马内的水平。结果研究显示随着年龄增长,海马组织衰老程度逐渐增加,而抗氧化的GSH含量减少、GSH-PX活性降低;氧化损伤产物MDA含量增加;海马组织神经营养因子BDNF、GDNF水平降低。结论本研究结果提示,海马结构的老化可能与海马抗氧化能力下降、氧化损伤程度增加和BDNF、GDNF等神经营养因子水平的降低有关。     

天麻素对CUS大鼠抑郁样行为和海马BDNF/GDNF水平的影响

目的:探讨天麻素对慢性不可预见应激(CUS)大鼠抑郁样行为的改善作用及对海马脑源性神经营养因子(BDNF)及胶质原纤维酸性蛋白(GDNF)表达的影响。方法:将64只SD大鼠随机分为对照组(Sham),Sham+天麻素低、中、高剂量组,模型组(CUS),模型(CUS)+天麻素低、中、高剂量组,每组8只。对照组每天腹腔注射生理盐水(1 m L/kg),连续14天;Sham+天麻素低、中、高剂量组每天腹腔注射不同剂量的天麻素(50、100或者200 mg/kg),连续14天;模型组接受CUS造模,并且在造模结束后每天腹腔注射生理盐水(1 m L/kg),连续14天;模型+天麻素低、中、高剂量组在CUS造模结束后每天腹腔注射不同剂量的天麻素(50、100或者200 mg/kg),持续14天。随后,通过糖水偏好实验和强迫游泳实验检测各组大鼠的抑郁样行为,在行为学检测结束后处死大鼠,通过Elisa检测海马GFAP和BDNF的表达情况。结果:(1)慢性不可预见应激(CUS)可以导致明显的抑郁样行为,包括糖水偏好减少(P0.05)和强迫游泳不动时间增加(P0.01),CUS组大鼠海马GFAP和BDNF水平下降(P0.01)。(2)一定剂量(100和200 mg/Kg)天麻素干预可以缓解CUS大鼠的抑郁行为,CUS与CUS+GAS(M)组(P0.05)以及CUS与CUS+GAS(H)组之间(P0.01)存在显著性差异。(3)中高剂量的天麻素可以恢复CUS大鼠海马的BDNF和GDNF水平,CUS与CUS+GAS(M)组(P0.05)以及CUS与CUS+GAS(H)组之间(P0.05)的BDNF和GDNF水平存在显著性差异。结论:天麻素可以缓解CUS模型大鼠抑郁样行为,恢复CUS模型大鼠海马的BDNF和GDNF水平。     

小鼠缺血性脑损伤模型急性期海马SIRT3与自噬相关蛋白表达水平的相关性分析

摘要 目的：观察小鼠缺血性脑损伤模型急性期海马区域沉默信息因子3(SIRT3)和自噬相关蛋白的表达,并探讨两者的相关性。方法：选择C57BL/6J小鼠,采用大脑中动脉阻塞(MCAO)法建立缺血性脑损伤模型,并将小鼠随机分为假手术组(sham)和模型组(MCAO)。缺血性脑损伤急性期(6h),采用间接免疫荧光法观察小鼠海马CA1、CA3和DG区域SIRT3的表达,应用蛋白印迹法检测SIRT3、自噬相关蛋白LC3 I/II和Beclin-1的表达,而后用Spearman相关性分析明确SIRT3和LC3-II、Beclin-1表达的相关性。结果：海马各区域SIRT3阳性细胞数量在损伤后明显增多(P<0.05),且SIRT3蛋白表达也相对上调(P<0.05);损伤后自噬相关蛋白LC3-II和Beclin-1表达亦增高(P<0.05);Spearman相关性分析发现SIRT3与自噬相关蛋白LC3-II、Beclin-1表达均呈显著正相关(P<0.05)。结论：小鼠缺血性脑损伤模型急性期海马区域SIRT3和自噬相关蛋白的表达具有显著相关性,SIRT3对海马区域自噬的调节可能有重要作用。     

沙棘油对高脂小鼠诱发阿尔兹海默症的预防作用

目的:通过检测沙棘油作用高脂小鼠海马神经元内微管相关蛋白(Tau)及脑源性神经营养因子(BDNF)的表达水平,探讨沙棘油对高脂小鼠并发阿尔兹海默综合征的预防作用。方法:40只KM小鼠,随机取10只为正常对照组;30只以高脂饲料喂养建立高脂模型(HF),按10 mg/kg以生理盐水(阴性对照)、沙棘油(实验)、辛伐他丁(阳性对照)灌胃3 w。取小鼠海马组织进行HE染色、免疫组织化学检测和蛋白印迹分析,检测不同组别小鼠海马神经元内Tau蛋白及BDNF表达的变化。结果:高脂模型组与正常组比较,海马神经元结构在光镜下有明显差别;阴性对照组小鼠海马神经细胞数目减少,神经元内有黄色颗粒样沉淀;实验及阳性组海马损伤有改善,斑块状淀粉样蛋白减少;免疫组化及蛋白印迹显示各组间两种蛋白表达水平不同。结论:沙棘油对高脂小鼠海马体内Tau蛋白表达有抑制作用,加速淀粉样前体蛋白的代谢,降低了由β-淀粉样蛋白沉积诱发阿尔茨海默病的风险;而对BDNF表达有促进作用,能防止神经元受损伤死亡、改善神经元的病理状态、促进受损伤神经元再生。即沙棘油能有效预防高脂人群并发阿尔兹海默综合征。     

亚麻木酚素对2型糖尿病小鼠学习记忆的影响及其机制初探

目的:研究亚麻木酚素(Flax ligands,FL)对2型糖尿病模型小鼠空间学习记忆的影响及其初步机制。方法:雄性C57小鼠随机分为对照组(Con)、糖尿病模型组(DM)及亚麻木酚素治疗组(DM+FL),DM与DM+FL组给予高脂饮食加小剂量链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导2型糖尿病模型,之后DM+FL组灌胃给予FL 10 mg/kg,每日一次,连续14天,Con与DM组给予等量生理盐水。通过新物体识别试验、Morris水迷宫试验检测小鼠的学习记忆能力,利用Western blot技术测定小鼠海马脑源性神经营养因子(BDNF)及谷酰胺AMPA受体845位磷酸化(pGluA1-Ser845)蛋白表达水平。结果:与Con组比较,DM组小鼠新物体识别指数显著下降(P<0.01),在Morris水迷宫中逃避潜伏期延长(P<0.05),在目的象限内徘徊时间减少(P<0.01);小鼠海马区BDNF和pGluA1-Ser845的蛋白表达水平均显著低于对照组(P<0.01)。与DM组相比,DM+FL组小鼠新物体识别指数显著提高(P<0.01),在Morris水迷宫中逃避潜伏期明显缩短(P<0.05),目的象限徘徊时间显著增多(P<0.05);小鼠海马区BDNF和pGluA1-Ser845的蛋白表达水平均显著升高(P<0.01)。结论:亚麻木酚素对2型糖尿病小鼠学习记忆有明确改善作用,增加海马BDNF和pGlu-A1-Ser845的表达可能是其潜在作用机制。     

何首乌苷通过激活BDNF/TrkB信号通路拮抗H2O2诱导的大鼠海马神经元氧化损伤

探讨脑源性神经营养因子/酪氨酸激酶受体B(BDNF/TrkB)信号通路激活参与何首乌苷(PMG)对过氧化氢(H2O2)诱导神经元氧化应激损伤的保护作用。实验采用神经元原代培养,建立大鼠乳鼠海马神经元氧化应激损伤模型。实验结果显示高浓度的H2O2与MTT测定的细胞存活率降低相关,选择细胞存活率在40%~50%之间的200μmol/LH2O2浓度作为氧化应激损伤的实验浓度。与模型组相比,PMG预处理组(200μmol/L)可抑制H2O2诱导的神经元损伤(P<0.001)。TUNEL和β-微管蛋白III荧光染色显示PMG保护H2O2诱导的神经细胞损伤,明显降低细胞凋亡率(P<0.001),细胞骨架形态恢复正常。与PMG+H2O2预处理组相比较,当加入BDNF/TrkB信号转导通路阻断剂K252a后,PMG+H2O2+K252a组神经元细胞存活率大幅度下降(P<0.01),细胞骨架形态呈损伤状态。同时,我们发现PMG预处理恢复H2O2诱导的BDNF和P-TrkB的低表达水平,并且用K252a阻断BDNF/TrkB信号传导抑制了PMG对BDNF和P-TrkB表达水平的影响(P<0.01)。综上所述,何首乌苷可能通过激活BDNF/TrkB信号转导通路及维护神经元骨架的完整,实现对大鼠海马神经元氧化应激损伤的拮抗作用。     

海马Sirt1在高压氧预处理改善异氟醚诱导老龄小鼠认知功能障碍中的作用

摘要 目的：通过shRNA抑制沉默信息调节因子1（sirtuin 1,Sirt1）基因表达,研究Sirt1在高压氧预处理改善异氟醚（isoflurane,ISO）诱导小鼠认知功能障碍中的作用及其对小鼠海马BDNF、GDNF基因表达的影响。方法： 将64只C57雄性小鼠随机分为假手术组（Sham组）、高压氧组（HBO组）、异氟醚组（ISO组）、高压氧预处理+异氟醚组（HBO + ISO组）;以及对照组（NS组）、Sirt1抑制组（sh-Sirt1组）、对照+高压氧预处理组（NS + HBO组）和Sirt1抑制+高压氧预处理组（sh-Sirt1 + HBO组）,每组8只。经慢病毒转染以及ISO末次暴露24小时后进行认知功能测试（Morris水迷宫测试）,随后处死小鼠,利用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测海马BDNF和GDNF的mRNA表达情况。结果：（1）异氟醚可以导致明显的认知功能障碍,与Sham组相比,ISO组靶象限探索时间百分比显著减低（P<0.01）,ISO组小鼠海马BDNF和GDNF mRNA表达水平显著下降（P<0.01）。（2）高压氧预处理可以改善POCD小鼠的认知功能障碍,ISO + HBO组靶象限探索时间百分比显著高于ISO组（P<0.05）,ISO + HBO组小鼠海马BDNF（P<0.05）和GDNF（P<0.01）mRNA表达水平显著升高。（3）高压氧预处理可以显著增加POCD小鼠海马BDNF（P<0.01）和GDNF（P<0.05）mRNA表达水平,慢病毒介导shRNA靶向下调Sirt1可以逆转高压氧预处理对POCD小鼠海马BDNF（P<0.05）和GDNF（P<0.01）mRNA表达水平的改变。结论：高压氧预处理是治疗POCD的有效方法,Sirt1可能是POCD治疗的潜在分子靶点。     

大动脉粥样硬化性脑梗死合并SCH患者甲状腺激素与血脂、BDNF及Hcy的关系研究

摘要 目的：探讨大动脉粥样硬化性脑梗死合并亚临床甲状腺功能减退(SCH)患者甲状腺激素与血脂、脑源性神经营养因子(BDNF)以及血清同型半胱氨酸(Hcy)的关系。方法：选取2017年8月~2019年8月期间本院收治的单纯大动脉粥样硬化性脑梗死患者278例纳入脑梗死组,大动脉粥样硬化性脑梗死合并SCH患者122例纳入合并组,另选同期在我院进行体检的健康受试者40例为对照组。检测并对比三组受试者的甲状腺激素、血脂指标、BDNF、Hcy水平,并对大动脉粥样硬化性脑梗死合并SCH患者甲状腺激素与血脂、BDNF、Hcy的相关性进行分析。结果：脑梗死组、合并组患者的促甲状腺激素(TSH)水平均高于对照组,且合并组高于脑梗死组(P<0.05)。脑梗死组、合并组患者的甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-C)水平均高于对照组,且合并组高于脑梗死组(P<0.05)。脑梗死组、合并组BDNF水平低于对照组,Hcy水平高于对照组,且合并组BDNF水平低于脑梗死组,Hcy水平高于脑梗死组 (P<0.05)。经Pearson相关性分析,大动脉粥样硬化性脑梗死合并SCH患者的TSH水平与TG、TC、LDL-C、Hcy呈正相关性,与BDNF呈负相关性(P<0.05)。结论：脑梗死合并SCH患者甲状腺激素水平与患者的血脂水平、BDNF、Hcy有一定的相关性,初步推测SCH通过影响机体的脂质代谢、升高Hcy水平、降低BDNF水平等途径,加重患者的脑梗死程度。     

毛蕊异黄酮通过抑制calpain-1的表达发挥抗脑缺血再灌注损伤的研究

目的:探讨毛蕊异黄酮抗脑缺血再灌注损伤的作用是否与抑制calpain-1的表达有关。方法:将SD大鼠随机分为假手术组、模型组以及药物组,采用线栓法建立大鼠大脑中动脉阻断(MCAO)模型,于缺血再灌注前30 min腹腔注射给予20 mg/kg毛蕊异黄酮或等体积的溶剂。再灌注24 h后,行神经功能学评分、脑梗死面积以及神经元凋亡检测;再灌注12 h、24 h时,采用免疫组化和蛋白印迹技术检测大鼠脑皮层calpain-1的表达。结果:与假手术组大鼠比较,MCAO模型组大鼠再灌注24 h后神经功能学评分、梗死面积、神经元凋亡率及calpain-1的表达均明显升高(P0.05),而毛蕊异黄酮能够降低模型组大鼠再灌注24 h后神经功能学评分、梗死面积、神经元凋亡率以及calpain-1的表达(P0.05)。结论:毛蕊异黄酮可能通过抑制calpain-1的表达发挥抗脑缺血再灌注损伤作用。     

Pre-ischemic treadmill training affects glutamate and gamma aminobutyric acid levels in the striatal dialysate of a rat model of cerebral ischemia

AimsTreadmill training has been shown to improve function in animal models and patients with cerebral ischemia. However, the neurochemical effects of this intervention on the ischemic brain have not been well studied. This study was designed to evaluate the effects of pre-ischemic treadmill training on the release of glutamate and γ-aminobutyric acid (GABA) from the striatum in a rat middle cerebral artery occlusion (MCAO) model.Main methodsRats were divided into five groups: sham control without MCAO, and 0, 1, 2 and 4 weeks pre-ischemic treadmill training. After training, cerebral ischemia was induced by MCAO for 120 min, followed by reperfusion. Microdialysis was used to collect dialysates from the striatum immediately before ischemia, and at 40, 80 and 120 min after ischemia, as well as at 40, 80, 120, 160, 200 and 240 min after reperfusion.Key findingsPre-ischemic treadmill training decreased glutamate release and increased GABA release during the acute phase of cerebral ischemia/reperfusion. Treadmill training for at least 2 weeks produced statistically significant changes in GABA/glutamate release.SignificanceThe present study suggests that treadmill training inhibits the excessive release of glutamate, by stimulating GABA release during the acute phase of cerebral ischemia. This may be one of the important mechanisms to protect the striatal neurons from ischemic damage.