大黄酚对大鼠海马齿状回突触传递活动的影响

摘要

目的：高等动物脑内突触传递的可塑性是近30年来神经科学研究的热点，而突触传递长时程增强(long-term potentiation，LTP)现象是这种可塑性的典型代表。某些类型学习记忆的形成和保持与海马LTP有关，LTP被广泛作为研究学习记忆活动在细胞突触水平上的指标。 大黄酚(chrysophanol，Chry)为大黄的有效成分之一，实验证明，大黄酚能改善衰老模型小鼠学习记忆障碍，提高其抗氧化酶的活性，减少氧自由基对细胞的损伤；抑制肝、脑的脂质过氧化反应，减少丙二醛(malondialdehyde，MDA)的含量；作用于中枢胆碱神经系统，抑制脑内胆碱酯酶(acetvlcholinesterase，AChE)的活性，以上研究表明大黄酚具有抗衰老作用。但其在细胞和突触水平上的抗衰老作用研究尚未见报道。为更深入了解大黄酚对海马齿状回(dentate gvrus，DG)突触传递活动的影响及作用机制，本实验用在体记录LTP的电生理学方法，观察不同剂量大黄酚对麻醉大鼠海马齿状回基础突触传递活动和对高频刺激(high-frequency stimulation.HFS)诱导的LTP的影响；观察给予东莨菪碱(scopolamine,Scop)后大黄酚对大鼠海马齿状回HFS诱导LTP的影响；并采用β-淀粉样肽(βamyloid peptide，Aβ)侧室注射造衰老大鼠模型，观察大黄酚对衰老模型大鼠海马齿状回HFS诱导的LTP的影响，在突触水平上探讨大黄酚抗衰老的作用及其机制。 方法：采用在体细胞外记录麻醉大鼠海马齿状回基础突触传递活动和高频刺激诱导LTP的电生理学方法，观察大黄酚对海马齿状回突触传递活动的影响。实验动物选用体重为200 g～220 g的雄性健康Wistar大鼠96只，随机分为16组，每组6只。 1.大黄酚对基础突触传递活动的影响实验分4组：溶剂对照组，大黄酚100 ng组，大黄酚50 ng组和大黄酚25 ng组。各组动物icv 5μL大黄酚或等容积的溶剂，记录给药前后PS幅值变化。 2.大黄酚对HFS诱导LTP的影响实验分4组：溶剂对照组，大黄酚100 ng组，大黄酚50 ng组，大黄酚25 ng组。各组动物icv 5μL大黄酚或等容积的溶剂后10 min给予HFS，记录大黄酚对HFS诱导LTP的影响。 3.给予东莨菪碱时大黄酚对HFS诱导LTP的影响实验分3组：生理盐水+溶剂组，东莨菪碱(3μg)+溶剂组，东莨菪碱+大黄酚(25 ng)组。各组icv药物后10 min给予HFS，两药间隔10 min，观察药物对HFS诱导LTP影响。 4 大黄酚对Ap25-35所致衰老模型大鼠HFS诱导LTP的影响实验分5组：对照组(生理盐水+溶剂)，模型组(Aβ25-35+溶剂)， Aβ25-35+大黄酚0.350 mg·kg-1组， Aβ25-35+大黄酚0.070 mg·kg-1组， Aβ25-35+大黄酚0.014 mg·kg-1组。对照组icv NS 5μL，其它各组icv Aβ25-35 5μL(2 mmol·L-1)。icv后大黄酚各组立即ip大黄酚，模型组和对照组ip溶剂，连续14 d，末次给药1 h后行电生理学实验，记录高频刺激前后PS幅值变化的情况a 结果： 1.大黄酚对基础突触传递活动的影响在记录的180 min内溶剂对照组没有明显变化，大黄酚各剂量组PS幅值明显升高。100 ng，50 ng，25 ng组PS幅值分别在icv大黄酚后的10 min，15 min，45 min时与对照组相比有显著性差异(P＜0.05)，t=180 min时，100 ng，50ng,25 ng组PS幅值分别为273％±24％，175％±23％，147±15％，与对照组(108％4-8％)相比有显著差异(P＜0.01)。结果表明，侧脑室注射大黄酚100 ng，50 ng，25 ng后可明显增强大鼠海马齿状回基础突触传递功能。 2.大黄酚对HFS诱导LTP的影响各实验组在给予HFS后60 min内PS幅值均明显升高，产生LTP现象，但大黄酚各剂量组PS幅值增长幅度明显高于溶剂对照组，大黄酚各剂量组HFS后的各时间点与对照组相比有显著性差异(P＜0.05或P＜0.01)，至HFS后t=60 min时，100 ng，50 ng，25 ng组PS幅值分别为3 12％±24％，289％±22％，255％±20％，与对照组(198％±18％)相比差异显著(P＜0.01)。结果表明，侧脑室注射大黄酚100 ng，50 ng，25 ng对HFS诱导大鼠海马齿状回LTP有增强作用。 3.给予东莨菪碱时大黄酚对HFS诱导LTP的影响各实验组在给予HFS后60 min内PS幅值均明显增高，产生LTP现象，但与对照组相比，icv东莨菪碱3 μg组各时间点的PS幅值均明显降低，且有显著性差异(P＜0.01)；icv东莨菪碱再给予大黄酚时，各时间点PS幅值较单独给予东莨菪碱时明显升高，且有显著性差异(P＜0.01)。结果表明，Scop 3μgicv可部分抑制HFS诱导LTP的PS幅值增加，而大黄酚25 ng icy可拮抗东莨菪碱对HFS诱导LTP的抑制作用。 4 大黄酚对Aβ25-35所致衰老模型大鼠HFS诱导LTP的影响在HFS后60 min内各组PS幅值均明显增加，产生LXP现象，但与对照组相比，Aβ25-35模型组HFS后各时间点的PS幅值均显著降低(P＜0.01)；与模型组相比，大黄酚各剂量组(0.350,0.070,0.014 mg·kg-1)HFS后各时间点的PS幅值均显著增高(P＜0.05或.P＜0.01)。结果表明：大黄酚0.350,0.070,0.0 1 4 mg·kg-1 ip对Aβ25-35所致衰老模型大鼠HFS诱导LTP有增强作用。 结论：本实验观察到大黄酚可促进大鼠海马基础突触传递活动和HFS对LTP的诱导与巩固；取消Scop对HFS诱导的海马LTP的抑制作用；对Aβ25-35所致衰老模型大鼠HFS诱导LTP有增强作用。这与大黄酚促进学习和记忆的行为学结果是一致的。可见大黄酚的促智作用，其中枢的作用机制与其增强中枢突触传递的可塑性密切相关。增强胆碱能神经活性可能是大黄酚增强活体大鼠海马齿状回突触传递活动的重要机制，而大黄酚对Aβ25-35所致衰老模型大鼠HFS诱导LTP有增强的作用机制有待进一步深入研究。

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附表

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结论

参考文献

综述 学习记忆的突解模型——长时程增强现象的研究进展

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