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姜黄素对慢性心理应激大鼠海马神经保护作用

作　者: 安改红
导　师: 刘洪涛; 马强
学　校: 中国人民解放军军事医学科学院
专　业: 劳动卫生与环境卫生学
关键词: 姜黄素慢性不可预知性应激海马神经可塑性 MAP-2
分类号: R285.5
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

研究背景:慢性心理应激致中枢神经损伤,导致临床各种精神疾病如抑郁症等的高发。研究慢性心理应激的相关防治措施,具有重要的现实意义。现有的抗抑郁药物绝大多数都是靶向性的通过增强神经递质5-HT和NE系统功能,但是临床治疗起效率仅为30%,且药效延迟,副作用大,价格昂贵。因此寻找有效地中枢神经保护药物是目前预防慢性应激损伤的热点之一。姜黄素是一种植物多酚类化合物,具有抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗氧化等多种药理作用,毒副作用低,具有良好的临床应用潜力。近年来研究发现,姜黄素具有良好的抗炎抗氧化作用,提高认知功能,在脑保护、治疗阿尔兹海默和帕金森方面良好的运用前景。目的:研究姜黄素对慢性应激大鼠中枢海马的神经保护作用并探讨其相关机制。方法:1、姜黄素对慢性心理应激致大鼠海马损伤的神经保护作用通过慢性不可预知性应激(CUMS)加孤养建立大鼠慢性心理应激模型。将wistar大鼠随机分为空白对照组,慢性应激组,姜黄素干预低、中、高剂量组和氟西汀干预组。对各组大鼠检测行为学指标、ELISA法检测血清糖皮质激素水平、HPLC-电化学法检测海马单胺类神经递质水平脑立体定位仪检测大鼠齿状回LTP、HE染色和免疫组织化学进行组织学观察。同时采用western blot法及PCR检测海马中脑源性神经营养因子(BDNF)和微管相关蛋白-2(MAP-2)的表达及二者mRNA的表达,从而评价姜黄素对慢性心理应激损伤大鼠海马的神经保护作用。2、姜黄素对糖皮质激素致海马神经元损伤的保护作用采用糖皮质激素(glucocorticoids,GCs)建立应激细胞损伤模型。将原代培养7-8天的神经元分为空白对照组、应激损伤组、姜黄素干预组、姜黄素干预和应激组。普通光镜、倒置相差显微镜观察1天、7天的神经元形态、尼氏染色鉴定神经元纯度、CCK-8检测神经元存活率、免疫荧光鉴定神经元;采用western blot法检测原代培养神经元脑源性神经营养因子(BDNF)和微管相关蛋白-2 (microtubule-associated protein-2,MAP-2)的表达变化,从而探讨姜黄素对糖皮质激素致海马神经元损伤的有无直接神经保护作用。结果:1、慢性心理应激过程使得大鼠体重增长缓慢,减少糖水摄取量,降低大鼠对奖赏刺激的敏感度;抑制大鼠在旷场中的兴奋性和活动性;降低了大鼠在水迷宫空间记忆能力和探索能力(P<0.05)。在高频刺激(HFS)后,应激大鼠的PS峰幅值升幅显著低于正常大鼠(P<0.05),慢性心理应激影响突触传递,使得海马功能降低,影响学习记忆能力;慢性心理应激使得大鼠血清糖皮质激素水平显著升高(P<0.01),导致HPA轴功能紊乱;显著降低海马5-HT含量,造成突触间隙单胺递质含量耗竭。慢性心理应激过程降低MAP-2(P<0.01)和BDNF(P<0.01)的mRNA表达和蛋白表达,损伤细胞骨架稳定性、损伤神经可塑性,影响神经元再生能力;免疫组化结果显示,应激组大鼠海马区BDNF和MAP-2的表达明显降低。姜黄素可以明显改善慢性心理应激过程对大鼠海马损伤,能显著提高大鼠体重增量(P<0.05);能提高大鼠的糖水偏嗜度(P<0.05),逆转慢性应激造成的大鼠快感缺乏;显著增加大鼠在旷场活动性,使得大鼠在旷场内的爬行格数(P<0.05)和竖立时间(P<0.05)都明显增加;改善大鼠海马学习技能功能,促进齿状回LTP的形成,HFS后,姜黄素干预组大鼠的PS峰幅值升幅显著高于应激大鼠(P<0.05);姜黄素降低大鼠血清糖皮质激素水平(P<0.01),调控HPA轴功能;中剂量姜黄素干预组能显著提高海马5-HT含量,减缓慢性心理应激过程对突触间隙单胺递质耗竭。姜黄素能增强海马BNDF和MAP-2mRNA和蛋白表达,逆转慢性应激过程对海马神经功能可塑性和结构可塑性的影响。姜黄素对海马应激性损伤的保护作用与经典抗抑郁药氟西汀的作用一致。但氟西汀存在严重胃肠道反应,影响大鼠体重和活动性;与应激组相比,氟西汀能显著提高海马BDNFmRNA和蛋白表达(P<0.01),但是对神经元骨架蛋白MAP-2mRNA和蛋白的表达没有显著作用(P>0.05)。2、10-5mol/L糖皮质激素能造成海马神经元的损伤;使得海马神经元形态发生变化,突触减少,细胞存活率的下降(P<0.01),降低BDNF(P<0.01)和MAP-2(P<0.01)的蛋白表达;终浓度1umol/L姜黄素可抑制糖皮质激素引起的细胞存活率的下降(P<0.01),逆转糖皮质激素诱导的BDNF(P<0.01)和MAP-2(P<0.01)的表达抑制。实验结果显示,在不激活5-HT系统功能的情况下,姜黄素对海马神经元具有直接保护作用。结论:慢性心理应激损伤海马机能,姜黄素具有减缓慢性心理应激对海马的损伤作用。本研究表明,姜黄素能提高5-HT系统功能,调控HPA轴亢进,逆转慢性心理应激对海马BDNF和MAP-2的表达抑制,促进神经发生,改善海马神经结构可塑性,从而起到中枢神经保护作用。首次发现,姜黄素可通过提高微管相关蛋白MAP-2的表达,调控神经结构可塑性,从而减轻慢性心理应激对海马的损伤,发挥神经保护作用。本研究显示,姜黄素对海马神经元可能有直接保护作用。在5-HT递质不参与的情况下,姜黄素通过直接或间接的途径对神经元的神经营养因子-BDNF和神经可塑性进行调控,起直接保护作用。其作用途径需进一步研究。

全文目录

英文缩写字表  5-6
中文摘要  6-9
英文摘要  9-13
前言  13-17
第一章姜黄素对慢性心理应激致大鼠海马损伤的神经保护作用（整体部分）  17-52
  第一节材料与方法  17-34
    1. 实验材料  17-18
      1.1 药品与试剂  17
      1.2 主要实验仪器  17-18
      1.3 实验动物  18
    2. 实验方法  18-34
      2.1 慢性心理应激模型  18
      2.2 药物干预及应激模型  18-19
      2.3 体重和糖水偏嗜度试验  19
      2.4 旷场试验  19
      2.5 M orris 水迷宫实验  19-20
      2.6 海马齿状回LTP 测定  20-22
      2.7 血清糖皮质激素含量测定  22
      2.8 海马组织单胺类递质含量测定  22-23
      2.9 Western blot 检测海马MAP-2 和BDNF 蛋白的表达  23-28
      2.10 实时荧光定量PCR（real-time PCR）检测海马MAP-2 和BDNFmRNA 的表达  28-31
      2.11 免疫组织化学观察海马组织MAP-2 和BDNF 的变化  31-34
      2.12 HE 染色观察各干预组海马组织形态  34
  第二节统计分析  34-35
  第三节实验结果  35-52
    一、慢性心理应激对大鼠海马的损伤作用  35-37
    二、姜黄素在慢性应激致海马损伤神经保护作用及机制  37-52
第二章姜黄素对海马神经元的保护作用（细胞部分）  52-64
  第一节材料和方法  52-58
    1. 实验材料  52-53
      1.1 药品与试剂  52
      1.2 主要实验仪器设备  52-53
      1.3 动物  53
    2. 海马神经元体外原代培养  53-57
      2.1 主要试剂配制  53-55
      2.2 细胞种植  55
      2.3 高糖有血清培养  55
      2.4 阿糖胞苷抑制  55
      2.5 低糖无血清培养  55-56
      2.6 添加影响因素  56-57
    3. 指标检测  57-58
      3.1 大鼠大脑海马形态学观察  57
      3.2 大鼠大脑海马神经元纯度鉴定  57
      3.3 神经细胞存活率测定  57
      3.4 细胞免疫荧光染色  57-58
      3.5 细胞总蛋白的提取和浓度测定  58
      3.6 WB 测定蛋白表达  58
  第二节数据处理  58-59
  第三节实验结果  59-64
第三章分析讨论  64-76
第四章结论  76-77
参考文献  77-86
文献综述  86-103
  参考文献  95-103
发表文章  103-109
个人简介  109-110
致谢  110

姜黄素对慢性心理应激大鼠海马神经保护作用

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