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收稿日期: 2012-06-05
基金项目: 安徽高校省级自然科学研究项目(KJ2011Z161)和安徽省自然科学基金(1208085MH145)共同资助。
作者简介: 王涛涛，女，硕士研究生。E-mail：angelxu1987@yahoo.cn
* 通信作者: 姚余有，男，副教授。E-mail：yaoanqi71@yahoo.com.cn
安徽农业大学学报, 2013, 40(1): 95-99
Journal of Anhui Agricultural University
网络出版时间：2012-12-29 13:29:47
[URL] http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20121229.1329.002.html
黄精水煎剂对 β-淀粉样蛋白诱导的大鼠
学习记忆能力下降的保护作用研究

王涛涛，程 娟，姚余有*
(安徽医科大学公共卫生学院，合肥 230032)

摘 要：本研究旨在探讨黄精水煎剂(PCD)对 β-淀粉样蛋白(Aβ)致阿尔茨海默病(AD)模型大鼠的保护作用及可
能机制。通过 Aβ25-35微量注射至大鼠双侧海马 CA1区建立 AD模型，同时用 PCD干预，研究 PCD对 AD模型大
鼠学习记忆能力、海马组织损伤和 CA1 区神经元中过度磷酸化 tau 蛋白(p-tau)表达的影响。结果表明，PCD 可明
显缩短模型大鼠逃避潜伏期，对模型大鼠学习记忆能力损伤有保护作用；能改善大鼠海马神经元损伤，减少 CA1
区在 thr231 位点 tau 蛋白的过度磷酸化。这些结果提示，PCD 对学习记忆能力有显著的保护作用，这可能与其减
少海马内 p-tau-thr231水平和消除组织氧化逆境有关。
关键词：黄精；阿尔茨海默病；学习/记忆；p-tau-thr231
中图分类号：R338.64; S865.12 文献标识码：A 文章编号：1672352X (2013)01009505

Protective effects of Polygonatum cyrtonema decoction on beta-amyloid
peptide-induced learning and memory decline in rats

WANG Tao-tao CHEN Juan, YAO Yu-you
(School of Public Health, Anhui Medical University, Hefei 230032)

Abstract: In order to investigate the protective effects and underlying mechanisms of Polygonatum cyr-
tonema decoction (PCD) on amyloid β-peptide (Aβ)-induced Alzheimer’s disease (AD) rats, a AD model was es-
tablished by injecting Aβ25-35 into the CA1 field of hippocampus, and PCD was simultaneously administered in-
tragastrically to the rats. The learning and memory ability, the histopathologic changes and the expression of
phospho-tau protein in CA1 field of hippocampus were evaluated in all the rats. The results showed that PCD ob-
viously shorten escape latency of model rats, improve histopathologic changes and reduce the excessive expres-
sion of p-tau protein on the site of thr231 in CA1 field of hippocampus in model rats. These results suggested that
PCD has protective effects on Aβ25-35-induced learning and memory decline in rats, which is likely to be related
with its function of reducing the excessive expression of p-tau protein on the site of thr231 and eliminating oxida-
tive stress in tissue.
Key words: polygonatum; Alzheimers disease; learning and memory; phospho-tau-thr231

阿尔茨海默病(Alzheimers disease, AD)是一种
常见的老年病，主要病理特征为海马、皮质等组织
出现选择性神经元丢失和变性、大量淀粉样斑块(SP)
和神经原纤维缠结(NFT) [1]。目前，国内外仍缺乏有
效的治疗手段。
黄精(Polygonatum sibiricum Red.)为百合科黄
精属(Polygonatum Mill.)多种植物的干燥块茎，广泛
分布在我国多个地区，尤其在安徽省皖南山区。黄
精含有黄精皂苷、生物碱、多糖、氨基酸及微量元
素等功效物质[2]。现代药理学研究证明黄精有抗衰
老、抗氧化、增强免疫等多种药理作用[3]。近年来，
有文献报道黄精具有提高记忆力的功效[4-5]，而黄精
对 AD是否有预防和/或治疗作用仍少有报道。在少
数关于黄精对 AD模型大鼠影响的研究中，通过注
DOI:10.13610/j.cnki.1672-352x.2013.01.010
96 安 徽 农 业 大 学 学 报 2013年

射 D-半乳糖构建动物模型，该动物模型虽能模拟出
AD 的行为学改变，但不能较好复制 AD 的病理改
变。有研究发现，向大鼠海马双侧注射 β-淀粉样蛋
白 25-35（β-amyloid protein25-35, Aβ25-35）可致大鼠学
习记忆能力明显下降[6-7]，Aβ25-35诱导的模型可体现
AD 的某些病理改变，故本试验选用向 Sprague-
Dawley (SD)雄性大鼠双侧海马 CA1区注射 Aβ25-35
的方法建立 AD模型。
AD 的病理特征之一是 NFT 的形成，tau 蛋白
的高度磷酸化是形成 NFT的关键步骤，是 AD神经
元退行性变的基础，tau被高度磷酸化后会失去与微
管结合的能力，在细胞内聚集成双股螺旋纤维，进
而形成 NFT，最终导致神经元死亡，该病理改变与
AD密切相关[8]。由于 tau是 AD病理改变中的重要
标记性蛋白[9]，已有报道将 tau蛋白应用到 AD的诊
断中[10]，说明高度磷酸化的 tau 的表达情况可反应
神经元的病理特征，故本试验通过检测 p-tau 的表
达情况来研究 PCD 对 Aβ25-35诱导的 AD 大鼠病理
损伤影响的机理。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 动物 清洁级 SD大鼠(200~250 g)，雄性，
40只，由安徽医科大学实验动物中心提供，适应性
饲养 1 周(温度 18~22℃，湿度 50%~60%，自由摄
食饮水)，实验前 1天随机分成 4组。
1.1.2 黄精水煎剂的制备 取黄精 500 g，加 2.5 L
自来水煎煮 30 min，纱布过滤，药渣再加 2 L自来
水煎煮 30 min，过滤，合并 2 次滤液，浓缩至 1
g·mL-1，4℃冰箱保存备用，试验前配成 0.75和 1.5
g·mL-1水溶液。根据中华人民共和国药典(2000版)，
黄精参考用量为 10～15 g，通过“人和动物之间按
体表面积折算的等效剂量比值表”计算大鼠对应的
等效用量范围，在此范围内取黄精的低、高剂量分
别为 15和 30 g·kg-1·d-1。
1.1.3 主要试剂 Aβ25-35: Sigma公司(USA)；P-tau-
Thr231兔抗鼠抗体: Satbio公司。
1.2 方法
1.2.1 AD 模型制作[6-7] PCD 灌胃 2 周后，将大鼠
用 10％水合氯醛(350 mg·kg-1)麻醉，固定于脑立体
定位仪上，切开头部皮肤，分开筋膜，暴露前囟，
在前囟后 3.8 mm、中线左右旁开 2.2 mm处，钻开
颅骨，用微量注射器进针约 3.0 mm，每侧缓慢均匀
注入聚集态 Aβ25-35 4 μL(2.5 μg·μL-1)，双侧注入，5
min内注射完毕，留针 5 min，缓慢撤针，术后用牙
托粉填补针孔，缝合皮肤并消毒。对照组注射等体
积生理盐水，其余操作同上。
1.2.2 给药 对照组：按模型制备过程，脑内注射
生理盐水，灌胃自来水；模型组：脑内注射 Aβ25-35，
灌胃自来水；PCD干预组：脑内注射 Aβ25-35，灌胃
PCD(15、30 g·kg-1·d-1)。造模前给药 2周，手术后，
待大鼠麻醉清醒再给药，持续 1周。
1.2.3 行为学测试 Aβ25-35 注射后第 8 天，进行
Morris 水迷宫测试[11]，持续 7 d，设定最长游泳时
限为 60 s，计算机自动记录的大鼠找到平台所用时
间为逃避潜伏期(escape latency)。
1.2.4 病理形态学检查 麻醉大鼠，打开胸腔，暴
露心脏，用注射针头经左心室插入主动脉，剪开右
心耳，快速灌注生理盐水至肝脏无血色，灌注 4%
多聚甲醛至大鼠四肢僵直，取出脑组织，浸入 4%
多聚甲醛中过夜，次日在柠檬酸组织抗原修复液中
做冠状连续切片，进行 H&E染色，观察切片。
1.2.5 免疫组化 切片脱蜡，梯度乙醇脱水，0.3%
双氧水封闭内源性过氧化物酶，加 SABC复合物室
温孵育 20 min，加兔抗大鼠 p-tau-thr231(1:500)，4
℃过夜，PBS清洗，加入二抗(1: 500)，室温孵育 20
min，PBS清洗，DAB显色。
1.2.6 统计学分析 使用SPSS 16.0统计软件分析，
数据以均值±标准差表示，并进行重复测量的方差
分析和多元方差分析，采用 LSD法进行组间两两比
较。
2 结果与分析
2.1 PCD对 AD大鼠学习记忆能力的影响
重复测定的方差分析表明，随训练天数的增加，
各组大鼠的逃避潜伏期逐渐缩短(见表 1)，组间差异
有显著性(F=18.273，P= 0.000)，表明通过训练大鼠
已逐渐学会寻找平台，并对平台的空间定位产生记
忆能力。与对照组相比，模型组大鼠逃避潜伏期明
显延长(F=25.314，P= 0.001)，说明向大鼠双侧海马
注射 Aβ25-35可诱导大鼠老年痴呆模型，造模成功。
PCD高低剂量干预组与模型组相比，逃避潜伏期明
显缩短(F=25.834，P=0.000)，而与正常对照组相比
差异无显著性(F=0.809，P=0.460)，说明高、低剂量
PCD能缩短大鼠逃避潜伏期，提示 PCD能改善 AD
大鼠的学习记忆能力。PCD高低剂量组之间比较差
异无显著性，说明低剂量(15 g·kg-1·d-1)的 PCD即可
达到改善 AD大鼠的学习记忆能力的目的。
2.2 PCD对 AD大鼠海马病理组织学的影响
PCD对AD模型大鼠海马组织病理组织学的影
40卷 1期 王涛涛等: 黄精水煎剂对β-淀粉样蛋白诱导的大鼠学习记忆能力下降的保护作用研究 97


响结果如图 1所示。可以看出，对照组海马神经元
染色清晰，神经元数量较多，排列整齐紧密，核呈
圆形，核仁明显，与对照组相比，模型组海马神经
元数目明显减少，排列疏松紊乱，脱失现象明显，
核固缩，浓染。PCD（15、30 g·kg-1·d-1）2个剂量组
均能改善上述神经元病理损伤，使海马神经元数目
增加，核固缩范围减小。结果表明 PCD对海马 CA1
区注射 Aβ25-35导致的脑组织损伤有一定保护作用。

表 1 PCD对 AD大鼠逃避潜伏期的影响
Table 1 Effects of Polygonatum cyrtonema decoction on the escape latency of AD model rats during training session
in the Morris water maze test
逃避潜伏期/s Escape latency 组别
Group
剂量
/g·kg-1·d-1
Dose d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7
对照
Control
－ 41.26±16.67 26.34±8.62 20.57±9.63 15.89±11.54 12.83±9.86 10.82±6.05 9.18±7.93
模型
Model
－ 51.65±7.87 45.79±17.25** 46.19±12.56* 39.84±15.95* 36.28±17.56** 30.78±14.84** 25.57±4.38**
PCD(low) 15 45.01±12.98 38.9±8.17 19.03±9.12## 16.62±11.46# 14.38±10.28# 12.11±7.05## 11.69±7.51##
PCD(high) 30 41.97±13.90 29.27±6.64## 20.17±11.60## 13.44±5.08# 11.87±9.27# 10.13±6.21## 10.23±6.20##
注:*、#、**和##分别为 0.05及 0.01水平上的差异有显著性，*表示与对照组比较、#表示与模型组比较。
Note: “*” , “#” ,“**”和“##” refer to significant difference at the 0.05 and 0.01 level, respectively, “*” vs the control group and “#”
vs the model group.



图 1 PCD对 AD模型大鼠海马组织病理组织学的影响
Figure 1 Effects of PCD on histopathology changes in brain
of AD model rats

2.3 PCD 对 AD 大鼠海马 CA1 区异常磷酸化 tau
蛋白表达的影响
通过免疫组化对大鼠海马 p-tau-thr231 表达情
况进行分析，结果如图 2所示。显微拍照后，通过
Image -Pro Plus 6.0软件对照片进行分析，计算平均
光密度值。计算结果显示：对照组大鼠海马 p-tau
表达较少，模型组与对照组相比，p-tau表达量增加
(P<0.05)，PCD 干预组与模型组相比，大鼠海马神
经元中 p-tau 表达量减少(P<0.05)，高低剂量组间
p-tau表达量差异无显著性(P>0.05)。


图 2 PCD对 AD模型大鼠海马神经元 p-tau的影响
Figure 2 Effects of PCD on the expression of p-tau in hippo-
campal neuron of AD model rats
3 讨论
AD 是一种神经系统退行性疾病，临床主要表
现为学习记忆等方面的进行性损伤，因此，对学习
记忆进行评价是观察A D模型及药物治疗效果的重
要指标之一[12]。
我国中医认为，心气血不足、肾精气亏损均会
引起记忆力减退，因此中医通过益肾补精，益气养
血，活血通窍来治疗 AD。黄精有宽中益气，益肾
填精，滋阴润肺等作用，还有延长寿命，抗衰老，
抗疲劳，抗炎症和提高学习记忆力等作用[3]。以往
98 安 徽 农 业 大 学 学 报 2013年

有研究证明 PCD对衰老大鼠记忆力有改善作用[5]，
用黄精、人参、山药等组方形成的补肾益智汤能改
善老年痴呆大鼠的学习记忆障碍[13]，这些研究更加
有力的证实黄精有提高记忆力的功效。在此基础上，
本试验研究PCD对AD模型大鼠记忆力减退是否有
改善作用，从而为 AD的预防治疗药物研发提供理
论依据。
Aβ 是构成 SP 的主要成份[14]，Aβ 具有神经毒
性作用，可引起神经细胞的损伤和凋亡，Aβ由 39～
42个氨基酸残基构成，在其多肽序列中，Aβ25-35形
成聚集所需时间短，常被广泛用于神经元试验中的
毒物[15-16]。目前，模拟 AD的动物模型有多种，用
Aβ 海马或侧脑室注射诱导 AD 动物模型是毒性作
用最直接的方法[17]。有研究表明，双侧海马注射
Aβ25-35 可导致大鼠空间学习记忆能力明显降低[6]，
故本试验采用海马定位注射凝聚态的 Aβ25-35(每侧
10 μg)建立 AD 模型。水迷宫结果表明模型组大鼠
记忆下降，明显低于对照组，这与 AD的认知障碍
相似，说明 AD模型制备成功；而 PCD干预组大鼠
与模型组相比记忆力有所改善，说明黄精水煎剂有
提高 AD记忆力的功效。本研究病理结果显示：PCD
干预组神经元损伤程度较模型组减轻。结果提示：
PCD可减轻 Aβ引起大鼠海马神经元损伤。
Tau 在调节神经元微管动力、轴突运输和神经
突生长中起重要作用。Tau 磷酸化基础是侧翼的微
管结合重复序列和 79个潜在的 Ser和 Thr位点，现
已从 AD 患者大脑的配对螺旋丝中检测到至少有 3
个磷酸化位点（Ser-202、Thr-181 和 Thr-231）。有
研究表明，Thr-231位点磷酸化直接影响 tau蛋白与
微管结合能力[18]，导致 tau不能起到微管稳定作用，
微管系统的解体导致轴浆转运的衰退，进而使轴突
退化丢失，这些可能是导致脑萎缩和痴呆症状的原
因。为了研究 PCD 对 Thr231 位点 tau 蛋白过度磷
酸化的影响，通过免疫组化法对大鼠海马
p-tau-Thr231 的表达情况进行了分析。结果显示，
PCD干预组CA1区神经元中 p-tau-Thr231表达量较
模型组减少，表明 PCD能抑制 AD大鼠海马神经元
Thr231位点 tau蛋白的过度磷酸化，达到保护神经
元的作用。
Tau 蛋白的磷酸化程度由蛋白激酶及蛋白磷酸
酶调控。海马神经元表达糖原合成激酶 3β(Glycogen
synthase kinase-3β, GSK3β) 和 钙 调 磷 酸 酶
（Calcineurin, PPP3CA）[19-20]。研究证实 Aβ诱导的
氧化逆境可上调磷酸酶基因的调控子重组人钙调磷
酸酶(RCAN1)[20-21]。有报道发现丝氨酸-组氨酸磷酸
酶 PPP3CA 可以使 p-tau 去磷酸化，而蛋白激酶
GSK3β 可以使 tau 磷酸化[20,22]。上调表达 RCAN1
蛋白可抑制磷酸酶 PPP3CA，又可诱导蛋白激酶
GSK3β[20]。所以，上调表达 RCAN1 蛋白降低过度
磷酸化 tau的去磷酸化并增加 tau的磷酸化。此途径
主要由氧化逆境诱导[20]。
故推断（如图 3），Aβ导致海马组织氧化逆境，
产生活性氧，活性氧诱导 RCAN1基因表达，RCAN1
抑制磷酸酶 PPP3CA并诱导蛋白激酶 GSK3β，两条
途径均促使 tau 向过度磷酸化转变，从而发展为
AD。PCD 中含有皂苷等活性物质，皂苷具有抗氧
化活性[23]。PCD能提高大鼠学习记忆力，改善海马
病理损伤，可能与其抑制海马神经元 Thr231 位点
tau 蛋白的过度磷酸化有关，而 PCD 抑制 tau 蛋白
的过度磷酸化，其生物学基础可能是通过消除 Aβ
诱导的组织氧化逆境。



图 3 PCD对大鼠学习记忆能力保护作用机制的假说
Figure 3 The hypothesis of protective mechanisms of PCD on
learning and memory in rats

本研究结果表明，黄精水煎剂对 AD记忆力下
降的治疗有明显功效，但高低剂量的 PCD对 AD大
鼠学习记忆改善和 p-tau 表达程度差别无显著性，
提示可能低剂量的 PCD（15 g·kg-1·d-1）即可对 AD
大鼠学习记忆产生保护作用。野生黄精广泛的分布
在我国安徽、云南、贵州、广西和四川等地，资源
丰富，取材简单，水煎剂制法简易，但发挥药效的
最佳剂量以及最佳配方还有待研究。近年来，国内
研究者对黄精成分黄精多糖和黄精皂苷研究较多，
提取的单独成分和水煎剂功效哪种更大也有待于下
一步研究。
参考文献：
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40卷 1期 王涛涛等: 黄精水煎剂对β-淀粉样蛋白诱导的大鼠学习记忆能力下降的保护作用研究 99


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