全 文 :生态农林
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肉豆寇提取物对血管性痴呆大鼠的影响
赵洪伟
(延边大学护理学院形态学教研室,吉林 延吉 133000)
摘 要:本文探讨肉豆蔻提取物对血管性痴呆大鼠行为、形态变化的影响。运用神经行为学方法,检测对空间学习和记忆变
化的影响。通过 HE 染色、免疫组化染色观察肉豆蔻提取物,对海马区神经元的形态变化及对小胶质细胞活性的影响。结果
表明:首先,对照组的学习和记忆功能比其他组有明显优势,治疗组比模型组进步明显;其次,海马区锥体细胞对照组正常,
模型组出现神经元变性征象,肉豆蔻提取物处理组神经元形态明显得到了恢复和改善;再次,免疫组化染色结果,模型组的
大脑皮质和海马区域可见大量棕黄色的颗料,肉豆蔻提取物处理组的阳性细胞数明显减少。由此可见,肉豆蔻提取物不仅能
有效地改善血管性痴呆大鼠认知功能障碍及损害,具有增强学习和记忆力的功效,还对神经有保护、抗炎作用。
关键词:肉豆蔻提取物;血管性痴呆;神经元;小胶质细胞
DOI:10.3969/j.issn.1671-6396.2014.04.029
老年性痴呆是老年期各种痴呆的总称,是存在于中老年
人群当中非常突出的慢性疾病;是与智能相关的功能全面衰
退的综合征。通常会出现记忆力、认知力、情绪与行为等一
系列的症状与体征,主要包括阿尔茨海默病(AD)和血管
性痴呆(VAD),已经成为全世界一个主要威胁健康的问题。
流行病学调查结果显示,VAD的患病率高于AD。随着人口
不断增长和老化,这个问题会越来越突出。因此,了解该疾
病的发病机制、开发预防和治疗手段是当务之急。近年来对
发病机制的研究表明,其病因可能是血管本身的病变,也可
能是颅外大血管及心脏的病变,影响脑内血管,供血不足而
导致脑组织缺血缺氧性改变,最终使大脑功能全面衰退。慢
性脑缺血是各种原因引起的长期脑血流灌注不足,在多种神
经系统疾病的发生及发展过程当中起着重要的作用。目前研
究认为,长期的慢性脑缺血是VAD形成的最重要因素之一。
肉豆蔻提取物是从肉豆蔻科高大乔木植物 Myristica
fragrans Houtt 中提取的天然成分,具有抗血小板凝集,抗真
菌和抗溃疡等多种作用。在前期的研究当中,我们探讨了肉
豆蔻提取物对小鼠小胶质 BV2 细胞的调控作用,发现可抑
制脂多糖所诱导的海马区小胶质细胞的活化,且通过抑制
IFN-γ 诱导的小胶质细胞的诱导性一氧化氮合酶和环氧合酶
2 的表达,显示了其神经保护作用、抗氧化及抗炎作用。本
研究采用“双侧颈总动脉永久结扎(BBCAO)”方法制备的
血管性痴呆模型,运用神经行为学、形态学和免疫组化方法,
观察缺血缺氧模型中神经元及小胶质细胞的病理变化,探讨
肉豆蔻提取物对神经元和小胶质细胞的调控作用。
1 材料与方法
1.1 动物模型的制备
Wistar 大鼠在饲养箱饲养,控制温度和湿度,约 12h 光
/暗周期。制备永久性结扎双侧颈总动脉(BCCAO)的慢性
血管性痴呆模型。
1.2 实验分组
对照组:按照慢性血管性痴呆模型制备方法,不结扎血
管,术后第 20 天起每天给予同等溶量生理盐水灌胃,至 60
天,5 例;模型组:分离迷走神经,结扎颈总动脉,8 例;
低剂量组:分离迷走神经,结扎颈总动脉;术后第 20 天起
每天按 5 mg/kg、10 mg/kg、20 mg/kg 浓度分低、中、高剂
量组进行肉豆蔻提取物溶液灌胃,至 60 天为止,各 5 例。
1.3 实验动物体重检测
从实验开始到处死,每隔一天测量体重,观察大鼠的体
重变化。
1.4 神经行为学测试
术后第 45 天,采用 Morris 水迷宫系统,进行各组实验
动物学习和记忆能力的测定。
1.5 神经行为学检测
检测结束之后将所有大鼠麻醉,常规灌流进行前固定、
取脑、后固定、脱水、石腊包埋等过程后,切片,HE 染色
和免疫组化染色。
1.6 统计学分析
所有资料由 Windows®的 SPSS 统计软件,以平均值±标
准差来表示,P 值小于 0.05 为差。
2 实验结果
2.1 一般行为学观察
给药后各组大鼠的状态均得到了不同程度上的缓解及
改善,而模型组的病态逐渐加重。测量体重的结果显示:术
后各组大鼠的体重普遍减少。而模型组与给药组相比,呈现
出体重下降幅度大,恢复缓慢的特点。
2.2 肉豆蔻提取物对逃避潜伏期变化的影响
在探索试验当中发现,模型组与对照组之间有显著性差
异,P <0.01;肉豆蔻处理组与模型组之间也有差异,P <
0.05。结果证明,肉豆蔻提取物可以改善血管性痴呆模型大
鼠的空间学习和记忆能力(见图 1)。
2.3 HE 染色结果
光镜下观察,对照组海马区神经元呈圆形,细胞核圆且
饱满,核膜完整,核仁清晰可见,着色均匀。模型组的海马
区神经元呈三角形等,排列不整,细胞间隙变大,出现胞体
皱缩等变性、坏死征象。模型组,中剂量肉豆蔻处理组神经
元状态明显得到恢复,神经元形态、排列、大小接近正常,
未发现细胞变性征象。
中国西部科技 2014 年 4 月第 13 卷第 04 期总第 297 期
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图 1
2.4 免疫组织化学染色结果
结果显示,在模型组的大脑皮质以及海马区域有大量呈
棕黄色的 OX-6 阳性细胞颗粒,呈分枝网状、分布密集,细
胞突起被着色,阳性细胞染色强度深;对照组海马区和大脑
皮质内无染色,未发现 OX-6 阳性细胞;治疗组的染色结果
显示,分枝网状阳性细胞有所减少,染色较浅,突起不明显,
表明肉豆蔻提取物可以抑制缺血缺氧所引起的小胶质细胞
的活化,从而抑制了神经炎症性病变的发展。
3 讨论
血管性痴呆是脑血管疾病引起的。临床证据支持一种假
说:无论是在正常衰老,还是神经退行性疾病过程中,认知
功能障碍都与慢性脑缺血有关,且其记忆功能障碍的严重程
度都和脑血流量下降有密切的关系。有学者建议,抑制血管
性因素以及改善脑血管损伤,可以减轻血管性痴呆的症状。
认知功能障碍被认为是血管性痴呆最基本、最典型的症状。
研究认为,认知功能障碍可能与海马区神经元的逐渐受损有
关,而海马区神经元的受损往往在人类的老化和痴呆状态中
也能观察得到。海马是对大脑缺血极为敏感且容易受到损伤
的部位,特别是CA1锥体细胞层。在血管性痴呆模型当中,
突然出现整个大脑的血流量减少,皮层区会比正常水平减少
大约35~45%;海马区会减少60%,维持着一种慢性中度低血
糖状态,其病理生理条件与人类衰老或痴呆中出现的情况极
为相似。Morris水迷宫是检测实验动物的空间学习以及记忆
的神经行为学最常见的工具之一。实验动物通过游泳过程,
学习寻找隐藏在水中平台,测试实验动物对空间位置感和方
向感的学习、记忆能力。寻找休息场所的行为涉及到一个复
杂的记忆过程,包括收集与空间定位有关的视觉信息,再对
这些信息进行处理、整理、记忆、加固、然后再取出,目的
是能成功的航行并且找到隐藏在水中的站台,最终从水中逃
脱。大脑缺血是认知功能障碍的主要原因,它包括记忆功能
的渐渐退化。Morris水迷宫测试结果表明,慢性脑缺血诱导
大鼠记忆功能的损害,包括认知功能障碍以及空间记忆、参
照记忆的损害。而且通过口服肉豆蔻提取物的治疗,治疗组
的空间记忆障碍得到了明显的改善,参照记忆障碍也得到了
明显的抑制,呈现出接近于正常组的状态。很显然,比起模
型组,使用肉豆蔻提取物治疗的大鼠学习、记忆能力更出色
一些。因此,我们认为肉豆蔻提取物可以缓解和改善缺血缺
氧引起的短期工作记忆损伤。
研究认为,海马的损伤也可能导致认知功能障碍,而且
它在推进和加重血管性痴呆的过程中发挥重要的作用。海马
的退化和萎缩机制,已经描述在长时间的血管性痴呆大鼠模
型当中。脑部血流量的减少发生在血管性疾病的初期,在血
管性病变之前很有可能出现长时间的脑部缺氧状态,可能会
改变大脑细胞微环境以及适应过程,导致细胞功能紊乱和退
化,随之发生海马的退化和神经元损伤。海马的神经元,特
别是海马CA1区的神经元对于局部缺血非常敏感。在本次研
究的组织病理学研究结果表明,血管性痴呆大鼠的海马神经
元的受损被证明为典型的特征。模型组的海马区神经元存在
形态异常,发现诸多神经变性征象。相反,给予肉豆蔻提取
物治疗的大鼠神经元形态接近于正常组,得到了明显的抑制
和恢复,这进一步表明肉豆蔻提取物具有对海马神经元的保
护作用。
小胶质细胞参与神经退行性疾病,在神经病理当中,小
胶质细胞的激活和神经炎症具有共同性,小胶质细胞活化对
神经元是有害的。众所周知,小胶质细胞具有免疫功能,是
以不断清除和吞噬死亡的神经元、清理残骸碎片和坏死组织
来不断再生过程的一部分,但是这些细胞也可以产生炎性细
胞因子等细胞毒性,促进迟发性神经元损伤。因此,小胶质
细胞不仅具有神经保护作用,又具有毒害神经的特性。为了
进一步评估双侧颈总动脉永久结扎诱导的神经病理学变化,
我们还研究了血管性痴呆大鼠的小胶质细胞的活性变化。通
过运用免疫组织化学染色方法,检测被激活的小胶质细胞的
结果显示,手术后大概3个月之后经过手术的大鼠海马CA1
区出现了小胶质细胞的激活,而正常组没有发现。此外,免
疫组织化学染色结果显示,比起大量呈OX-6阳性细胞不规
则地散布在大脑皮质以及海马区域的模型组,治疗组的分枝
网状阳性细胞明显减少,被激活的小胶质细胞情况也明显好
于模型组。因此,表明肉豆蔻提取物可以有效抑制血管性痴
呆模型海马区和大脑皮质小胶质细胞的活化。
目前,临床上存在几种治疗 VAD 的药物,包括胆碱酯
酶抑制剂、钙拮抗剂、神经营养因子等,但是其预防及治疗
效果不容乐观。有研究报道过,肉豆蔻提取物通过抑制脂多
糖所诱导的海马区小胶质细胞的活化,而抑制大鼠的空间学
习和记忆的损害。但尚未见到肉豆蔻提取物对血管性痴呆模
型大鼠的神经元和小胶质细胞的调控作用的研究报道。因
此,本研究通过制作血管性痴呆模型,观察缺血缺氧大脑中
的神经元及小胶质细胞的病理变化。已经有研究通过 CD11b
免疫组化检测大脑缺血急性期的海马时,已经多次被检测到
小胶质细胞的激活,证实小胶质细胞的激活是神经炎症对大
脑缺血的早期反应。在我们的研究当中,小胶质细胞的激活
持续了手术之后的 3 个月之久,这可能意味着持续不断的神
经炎症反应一直伴随着慢性脑血流灌注不足。较短的实验周
期限制了研究结果,因为无法确定肉豆蔻提取物对认知功
能,海马神经元形态变化以及小胶质细胞状态变化的长期治
疗效果。
总之,本研究证实,双侧颈总动脉永久结扎可以诱导大
脑缺血、缺氧,导致血管性痴呆病变,使实验大鼠呈现出目
光呆滞、行动及反应迟钝、经常嗜睡、饮食量及体重显著减
少等一般行为学的变化以及学习、记忆功能的损伤。此外,
大鼠海马区神经元呈现出形态异常、胞体变大、排列散漫、
出现胞体皱缩、脱失等细胞变性征象;海马区存在大量被激
活的小胶质细胞。经过肉豆蔻提取物的干预治疗,实验动物
的一系列症状得到了不同程度的缓解及改善。这些发现提供
生态农林
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了能够探讨血管性痴呆的发病机制的新途径,并可能有利于
找出新的治疗靶点以及治疗药物。
参考文献
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[作者简介] 赵洪伟(1967—),男,吉林籍,副教授,研究
方向为神经生理学。
(上接第 65 页)
检测技术和马铃薯环腐病黑胫病的鉴定技术,还具有各种病
害的症状识别技术。对于国家标准中对原原种的质量要求一
定要熟练掌握。对于实验室的病害检测鉴定技术人员、网棚
内目测植株质量检验人员,都要经过马铃薯病害专家的上岗
培训,培训合格后,有关部门给他们颁发资格证,而且资格
要经常验证。黑龙江省的农委的管理部门要对原原种的生产
单位的生产资质和检验能力进行验证。
6.3 建立 15 个马铃薯种薯繁育基地
只有让大多数马铃薯的种植者种植马铃薯脱毒种薯,也
就是说增大脱毒种薯的种植面积,靠脱毒薯的增产作用,才
能提高黑龙江省马铃薯的单产水平。目前黑龙江省脱毒种薯
的利用面积为 25%,省委省政府已经制定了脱毒种薯的普及
率将要达到的目标是 55%。黑龙江省现有的脱毒种薯生产单
位生产的脱毒种薯远远不能满足市场的需要,按脱毒种薯的
繁殖倍数计算,大约还需建立 15 个马铃薯种薯的繁育基地。
这 15 个繁育基地,可以以加工企业为核心,建立 7~8 个马
铃薯标准化繁育基地;也可以建立县级马铃薯原种繁育基地
7~8 个,不断的扩大原种的生产能力。这样的基地建设必须
以高起点规划、高标准建设的方式来推进脱毒马铃薯种薯繁
育基地的建设。这 15 个种薯繁育基地加上原有的种薯基地
生产的脱毒薯,能够满足市场的需要。新建立的种薯繁育基
地,必须是大规模的、可以应用大型机械化作业的基地。这
就要求将小农小户的小面积土地通过土地流转成成片的大
规模土地来进行机械化繁育马铃薯种薯。
7 推广应用集成技术
前面已经谈到在影响马铃薯的产量高低的诸多因数中,
种薯的质量好坏是起决定作用的因素,应用脱毒种薯才是让
产量提高的最好的方法.但是仅仅应用脱毒种薯,并不能使马
铃薯的增产潜力完全发挥出来。在马铃薯的生长发育的过程
中应该综合应用一些新技术,如马铃薯大垄栽培技术,马铃
薯施用钾肥技术,测土配方施肥技术,病害综合防控技术,
提高机械化作业水平。
7.1 病虫害综合防控技术
马铃薯虫害主要是蚜虫,病害主要是病毒病、环腐病、
早疫病、晚疫病、黑胫病。特别是马铃薯晚疫病是制约我省
马铃薯产量的关键因素之一,因此要加强宣传培训,引导农
民除选用脱毒种薯外,还要及早开展药剂防治,以减轻病害
造成的损失,确保马铃薯生产安全。在病虫害防治上主要做
到以下几点:一是切刀消毒防治病毒、病菌传播;二是药剂
拌种减轻早疫病、晚疫病、环腐病、黑胫病的发病率;三是
田间发现中心病株时要及早拔除并喷药防治,减轻传播蔓
延;四是及时防治蚜虫,减轻病毒病的传播。
7.2 提高机械化作业水平
随着黑龙江省马铃薯产业的不断发展,种植面积不断扩
大,机械化种植和收获已成为当务之急。根据省委、省政府
关于组建农机合作社及种植业结构调整的安排部署,目前正
陆续引进马铃薯种植和收获机械。该机械的推广应用,能够
提高作业效率,节约作业成本,实现增产增收的目的,。能
够节省大量的劳动力,可以促进马铃薯种植面积的扩大形成
规模种植,可以有力的推进马铃薯产业的发展,真正使马铃
薯生产逐步形成机械化、集约化、规模化主导产业。
8 根据市场需求合理配置马铃薯品种
根据市场需求,合理调整品种的种植结构。根据市场实
际需求, 加强种薯、商品菜用薯和淀粉加工薯三个类型基地
建设,合理调整好早熟与晚熟品种,鲜食与淀粉加工品种的种
植比例,提高马铃薯的种植效益。如适于南方二季作的早大
白、鲁引 1 号、中薯 5 号等早熟品种,适于本省及一季作的
中晚熟品种克新 13 号和克新 18 号等。
参考文献
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[3] 白艳菊,李学湛,申宇.马铃薯种薯质田间检测技术探讨[J].中国马铃
薯,2010,6:60-63
[作者简介] 刘卫平(1965—),女,硕士,研究员,研究方
向为马铃薯病毒分离鉴定检测技术,马铃薯种薯生产技术。