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头顶一颗珠对D-半乳糖所致小鼠衰老模型的影响



全 文 :中国现代医药杂志 2013 年 10 月第 15 卷第 10 期 MMJC, Oct 2013, Vol 15, No.10
·论 著·
▲基金项目:湖北民族学院科技学院 2013 年科研项目(编号:
KJY201305)
作者单位:445000 湖北恩施 ,湖北民族学院科技学院 (詹光
杰);湖北民族学院医学院(黄发军、肖本见)
头顶一颗珠对 D-半乳糖所致小鼠衰老模型的影响
詹光杰 黄发军 肖本见
【摘要】 目的 研究头顶一颗珠(TTM)注射液对 D-半乳糖所致小鼠衰老模型的影响。 方法 昆明种小鼠(雌雄各
半)40 只,随机分为对照组、模型组、7.2g/kg TTM 组、3.6g/kg TTM 组及 1.8g/kg TTM 组,各 8 只。 腹腔注射 D-半乳糖造模,
Morris 水迷宫测量小鼠学习和记忆能力。 检测各组小鼠皮肤羟脯氨酸、心脑组织 MDA、LP、SOD 及 GSH-Px 含量,采用双抗
体夹心 ELISA 法检测小鼠血清中 IL-2 及 IL-6 含量。 结果 Morris 水迷宫实验中,TTM 各组潜伏期与模型组相比较明显
减少(P<0.05),模型组小鼠穿越平台的次数比其它各组小鼠少(P<0.05)。 心、脑组织匀浆氧化性指标(SOD、MAD、LP 及
GSH-Px)的检测,对照组及 TTM各组 MAD 与 LP 含量低于模型组(P<0.05)。对照组及 TTM各组 SOD 与 GSH-Px 的活性明
显高于模型组(P<0.05)。 注射过 D-半乳糖小鼠皮肤羟脯氨酸含量都明显低于对照组(P<0.05),TTM 组小鼠皮肤中羟脯氨
酸的含量明显高于模型组(P<0.05)。 TTM组小鼠血清中 IL-2、IL-6 含量显著高于对照组和模型组(P<0.05),模型组小鼠血
清中的 IL-2、IL-6 比对照组要低(P<0.05)。 结论 TTM的有效成分具有多种生物学活性,可以通过不同途径发挥抗衰老作
用,在改善学习记忆功能、清除体内自由基抗氧化、增强机体免疫能力等方面都有较好的作用。
【关键词】 头顶一颗珠 D-半乳糖 小鼠 衰老
Effect of trillium tschonoskii maxim on mice-aging model induced by D-galactose Zhan Guangjie,Huang Fajun,Xiao
Benjian. Science and Technology College of Hubei University for Nationalities,Enshi 445000
【Abstract】 Objective To study the effect of trillium tschonoskii maxim(TTM)injection on mice-aging model induced by
D-galactose. Methods 40 Kunming mice (20 male and 20 female) were randomly divided into control group,model group,
7.2g/kg TTM group,3.6g/kg TTM group and 1.8g/kg TTM group with eight mice in each group. The model induced by D-galac-
tose injected peritoneal cavity and Morris water maze was used to detect the learning and cognitive ability of mice. The levels of
MDA,LP,SOD and GSH-Px of skin hydroxyproline,heart and brain tissue were detected, the IL-2 and IL-6 levels in serum of
mice were detected by double antibody sandwich ELISA method. Results 3 TTM groups were significantly reduced in latency
period compared with the model group during Morris water maze test (P<0.05) and the number of mice in model group through
the platform was less than other mice in each group (P<0.05). The levels of MAD and LP of the control group and each TTM
group were less than model group in the detection of heart,brain tissue oxidation index (SOD,MAD,LP and GSH-Px),P<0.05.
The activity of SOD and GSH-Px in the control group and each TTM group was significantly higher than that in the model group
(P<0.05). The skin hydroxyproline content of mice injected D-galactose was significantly lower than that of the control group
(P<0.05) and the skin hydroxyproline content of mice of TTM group was significantly higher than that the of model group (P<
0.05). The IL-2,IL-6 levels in serum of mice in TTM group were significantly higher than that in the control group and the
model group(P<0.05) and the IL-2,IL-6 levels in serum of mice in the model group was lower than that of the control group(P<
0.05). Conclusion The effective constituents of TTM have a variety of biological activity which have a good effect on anti-
aging by different ways,improving learning and memory function,eliminating free radicals antioxidant,enhancing the body immu-
nity and other aspects.
【Key words】 Trillium tschonoskii maxim D-galactose Mice Aging
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中国现代医药杂志 2013 年 10 月第 15 卷第 10 期 MMJC, Oct 2013, Vol 15, No.10
头顶一颗珠(trillium tschonoskii maxim,TTM)为
百合科延龄草属植物延龄草的干燥根茎与成熟的
果实。其成分含有甾体皂甙、黄酮苷及倍半萜苷等有
效成分。作为土家族地区的珍稀药材,头顶一颗珠被
土家族人奉为“神药”,具有抗癌、抗炎、镇痛、提高免
疫力、改善心功能和降压、抗老年痴呆等功效[1,2]。 但
长期以来,由于繁殖困难,数量稀少,药材来源受限,
国内外对头顶一颗珠的研究较少。近年来,随着药源
问题的解决,头顶一颗珠的研究与开发日益受到重
视[1]。 本研究采用 D-半乳糖诱导致亚急性衰老小鼠
模型,分别注射不同剂量 TTM 注射液,观察 TTM 对
衰老小鼠学习记忆的影响, 并从氧化应激方面探讨
TTM抗衰老作用机理。
1 材料与方法
1.1实验动物 昆明种小鼠 40 只(雌雄各半),5~7周
龄,体重(22.3±3.2)g,由华中科技大学同济医学院实
验动物中心提供,常规饲养。
1.2 实验药品与实验仪器 D-半乳糖(Sigma 公司),
IL-2、IL-6 ELISA 试剂盒(晶美公司),MDA(丙二
醛)、LP(脂褐质)、GSH-Px(谷胱甘肽过氧化物酶 )、
SOD(超氧化物歧化酶)及羟脯氨酸检测试剂盒(南
京建成生物制品研究所),其它化学试剂为国产分析
纯试剂(湖北恩施乐之塬科技公司)。 FA1640电子天
平(上海天平仪器厂),电动玻璃匀浆机(宁波新芝科
技股份有限公司),全自动酶标仪(美国 Thermo 公
司),紫外分光光度仪(美国 Beckman 公司),DMS-2
MORRIS水迷宫系统(中国医学科学院药物研究所)。
1.3 头顶一颗珠(TTM)注射液 购自恩施板桥乡中
药材生产质量管理规范(GAP)示范基地,采用水提
醇沉法制成含生药 30%(相当于生药含量 2g/ml)的
液体,瓶装密封消毒贮存于 4℃备用, 用时以生理盐
水稀释成 0.4g/ml。
1.4 动物分组、 造模及给药 将 40 只昆明种小鼠随
机分为对照组、模型组、高剂量组、中剂量组及低剂
量组,各 8只。除对照组外各组均每天按 500mg/kg腹
腔注射 D-半乳糖[3],对照组腹腔注射等量生理盐水。
高剂量组、中剂量组及低剂量组在注射 D-半乳糖的
同时每天腹腔按 7.2g/kg、3.6g/kg 及 1.8g/kg 注射
TTM,模型组、对照组注射等量生理盐水。 各组自由
进食、饮水,常规饲养连续 50d。
1.5 Morris 水迷宫实验 从造模给药第 40d 起,参
照 Morris 水迷宫实验方法测量小鼠学习和记忆能
力[4,5]。 每天注射后进行训练,上、下午各 1 次,历时
10d。 水迷宫为通用型, 圆形桶, 直径 180cm、高
50cm,水池内壁涂为黑色 ,水深 30cm,水温控制
在 22℃~24℃。 在水池壁边沿平均分为四个不同的
标记,把水池分为一、二、三、四个象限,选第三象限
正中放置高度为 28cm,直径 8cm 的平台,没入水下
2cm 。 将小鼠面向池壁,依次由第一、二、三、四象限
入水点放入水中,记录 120s 内找到平台的时间(逃
避潜伏期),如 120s 内未能找到平台,由实验者将其
引至上面停留 10s, 再放回笼中, 逃避潜伏期记为
120s。 第 9d 最后一次训练后撤除水下平台,第 10d
在同一入水点将小鼠面向池壁放入水中, 记录小鼠
在 120s 内跨越原平台相应位置的次数, 以衡量小
鼠对水迷宫记忆的获取能力。
1.6 小鼠皮肤羟脯氨酸及心脑组织 MDA、LP、SOD
及 GSH-Px 的检测 水迷宫训练结束后,分别取各
组小鼠背部皮肤约 1cm2,去毛及脂肪,用 1∶1 丙酮-
乙醚脱脂,切碎晾干,精密称取 30mg,按试剂盒说明
书进行羟脯氨酸含量的测定。然后处死小鼠,取小鼠
心、脑组织放入冰冻生理盐水(0.9%)冲洗拭干,迅速
用精密分析天平称取重量后剪碎,制备成 10%匀浆,
离心后取上清。 按照试剂盒说明书分别进行组织
MDA、LP、SOD 及 GSH-Px 的检测,并用紫外分光光
度计测定出结果。
1.7 ELISA法检测 TTM对小鼠血清中 IL-2 及 IL-
6 的影响 小心收集小鼠血清于无内毒素、 热原的
试管中,及时处理或贮存在-70℃冰箱。 检测采用双
抗体夹心 ELISA 法(具体步骤可参考试剂盒说明
书)。
1.8 统计学方法 所有计数均以均数±标准差表示,
统计学分析使用 SPSS 16.0软件进行处理,统计方法
使用单因素方差分析(one-way ANOVA),以 α=0.05
为检验水准,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 TTM 对 D-半乳糖所致衰老小鼠定位航行和空
间探索的影响 观察小鼠在 Morris 水迷宫定位航行
实验中,各组小鼠找到平台的潜伏期如表 1所示。模
型组小鼠找到平台的潜伏期长,结果有显著性差异。
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中国现代医药杂志 2013 年 10 月第 15 卷第 10 期 MMJC, Oct 2013, Vol 15, No.10
TTM 各组小鼠与模型组的相比,找到平台的潜伏期
明显短,结果有显著性差异(P<0.05)。在空间探索实
验中,模型组小鼠穿越平台的次数比其它各组小鼠
的次数要少,统计结果有显著差异(P<0.05)。
2.2 TTM 对 D-半乳糖所致衰老小鼠心脑组织匀浆
的抗氧化性的作用 TTM 对 D-半乳糖所致衰老小
鼠各组心、脑组织匀浆氧化性指标(SOD、MAD、LP
及 GSH-Px)的检测结果如表 2 所示。 从表 2 可见,
对照组及 TTM 各组组织匀浆中 MAD 与 LP 含量均
低于模型组,且有显著性差异(P<0.05)。 对照组及
TTM 各组组织匀浆中 SOD 与 GSH-Px 的活性明显
高于模型组,存在明显差异(P<0.05)。 比较各 TTM
组组织匀浆氧化性指标,7.2g/kg 与 3.6g/kg TTM 组
的 MAD与 LP含量要低于 1.8g/kg TTM 组,而其SOD
与 GSH-Px活性高于 1.8g/kg TTM 组,并有显著性差
异(P<0.05)。
2.3 TTM 对 D-半乳糖所致衰老小鼠皮肤羟脯氨酸
含量的影响 检测各组小鼠皮肤羟脯氨酸含量如图
1所示。 注射 D-半乳糖各组小鼠皮肤羟脯氨酸含量
都明显低于对照组(P<0.05),然而 TTM 各组小鼠皮
肤中羟脯氨酸的含量明显高于模型组(P<0.05)。
2.4 TTM 对 D-半乳糖所致衰老小鼠各组血清中
IL-2 的含量 TTM 对 D-半乳糖所致衰老小鼠各组
血清中 IL-2、IL-6 的含量的检测结果如表 3 所示。
从表 3 可知,各 TTM 组小鼠血清中 IL-2、IL-6 含量
显著高于对照组和模型组(P<0.05),模型组小鼠血
清中的 IL-2、IL-6 比对照组要低,并有显著性差异
(P<0.05)。
3 讨论
本研究采用连续注射 D-半乳糖在小鼠体内积
累,使细胞内醛糖还原酶将其还原成不能正常代谢
的半乳糖醇,而半乳糖醇一旦在体内堆积就会影响
细胞的渗透压,导致细胞肿胀、细胞功能障碍、代谢
紊乱而致使机体衰老 [6]。 衰老是一种复杂的生命现
象,是机体在发育成熟后体内各种生理功能进行性
下降的过程。 有关衰老的机制,科学家提出了多种
假说,自由基学说就是其中之一。该学说主要观点认
为衰老是生命过程中代谢所产生的活性氧造成的损
伤累积而引起的,抗氧化转基因动物实验证明了这
表 1 TTM对 D-半乳糖所致衰老小鼠定位航行和
空间探索的影响
组别 平均潜伏期(s) 穿越原平台次数(次)
1.8g/kg TTM 组 50.45±9.86* 2.32±1.68*
3.6g/kg TTM 组 48.53±8.47* 3.84±2.21*
7.2g/kg TTM 组 46.65±8.32* 4.56±1.54*
模型组 81.27±20.34 1.24±0.65
对照组 46.76±11.35 4.58±1.53
注:与模型组比较,*P<0.05
表 2 TTM对 D-半乳糖所致衰老小鼠心脑组织匀浆的
抗氧化作用
组别 SOD(U/mg) MAD(mol/mg) LP(μg/mg) GSH-Px(U/g)
1.8g/kg TTM组 146.23±8.43* 9.65±1.54* 66.82±1.83* 62.87±1.58*
3.6g/kg TTM组 175.32±6.47** 8.43±1.12** 59.76±1.75** 65.39±2.97**
7.2g/kg TTM组 181.54±7.65** 7.54±0.78** 55.24±1.98** 69.31±3.16**
模型组 121.47±9.76 13.67±1.56 77.32±1.76 55.13±3.25
对照组 184.28±7.58* 9.04±0.45* 57.62±2.45* 64.57±4.47*
注:与模型组比较,*P<0.05;与 1.8g/kgTTM 比较,**P<0.05
图 1 TTM对 D-半乳糖所致衰老小鼠各组羟脯氨酸
含量的影响
表 3 TTM对 D-半乳糖所致衰老小鼠各组血清中
IL-2、IL-6 的含量
组别 IL-2 含量(pg/ml) IL-6 含量(ng/L)
1.8g/kg TTM 组 84.38±4.14** 118.54±3.46**
3.6g/kg TTM 组 95.43±3.68** 128.47±3.36**
7.2g/kg TTM 组 101.67±4.35** 146.79±4.87**
模型组 32.78±2.95 53.87±2.74
对照组 57.82±3.24* 96.54±3.08*
注:与模型组比较,*P<0.05;与对照组比较,**P<0.05
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中国现代医药杂志 2013 年 10 月第 15 卷第 10 期 MMJC, Oct 2013, Vol 15, No.10
一理论,过量表达 SOD 和过氧化氢酶的转基因果蝇
寿命得以延长 [7]。 过多的氧自由基会造成细胞膜的
破坏,使蛋白质(酶)变性,并会导致一系列神经功能
损伤,造成认知障碍,加速衰老。
衰老早期的认知受损主要表现在学习能力下降
及记忆障碍。 本研究采用 Morris水迷宫来观察 TTM
对 D-半乳糖所致衰老小鼠认知功能的影响,整个水
迷宫实验由定位航行与空间探索实验组成。 水迷宫
测试中,注射过 D-半乳糖的衰老小鼠定位航行游泳
轨迹相对要繁乱盲目, 平均潜伏期要比对照组的
长,撤去平台后,小鼠在原平台穿越的次数也要少于
对照组,结果提示小鼠的空间定位能力、空间记忆能
力等认知能力均出现了一定程度的损伤,而注射
TTM 的小鼠平均潜伏期与模型组相比均明显缩短
(P<0.05)。 撤去平台后穿越原平台次数也要显著增
加(P<0.05),注射 TTM 不同剂量 3 组间无显著性差
异(P>0.05),结果提示注射 TTM 可较好的改善由注
射 D-半乳糖所致小鼠的学习记忆能力障碍,表明
TTM对衰老过程中的认知障碍有较好的恢复作用。
本实验检测 TTM 对 D-半乳糖所致衰老小鼠各
组心 、脑组织匀浆氧化性指标 (SOD、MAD、LP 及
GSH-Px)来观察抗衰老作用。 SOD 在有机体内平衡
氧化与抗氧化能力,清除超氧离子自由基,保护细
胞 ;MAD 则是通过酶系统与非酶系统产生氧自由
基,破坏生物膜中的不饱和脂肪酸,形成脂质过氧化
物, 导致细胞损伤;LP 在细胞中的堆积会引起细胞
免疫能力下降,细胞功能受损,诱发衰老,如果在脑
细胞中堆积则会引发学习记忆等认识障碍;GSH-Px
可特异性还原 GSH 对过氧化氢物的还原,清除有害
过氧化物代谢产物,切断脂质过氧化,保护细胞正常
生理功能。 本实验中 TTM均能提高 SOD和 GSH-Px
的活性,降低 MAD 和 LP 的含量,从而达到一定的
抗衰老作用。 在不同 TTM 剂量组中,高剂量组较低
剂量组效果要显著,提示不同剂量 TTM 对 D-半乳
糖所致衰老模型小鼠的作用效果是不同的,我们推
测与 TTM注射液中有效成份的含量有关。
在羟脯氨酸含量检测中发现,TTM 各组与模型
组相比均可增加皮肤羟脯氨酸的含量。 羟脯氨酸本
是胶原蛋白的组成成分,在机体衰老过程中,会因氧
气供给不足而影响脯氨酸的羟化作用,致使皮肤中
羟脯氨酸的含量下降。本研究结果表明,TTM可以有
效的恢复衰老小鼠皮肤中羟脯氨酸的含量。
衰老的另一特征是免疫能力下降,实验选择测
定血清中 IL-2 及 IL-6 的含量来检测 TTM 的抗衰
老作用。 IL-2 可维持细胞增殖,刺激 T 细胞转铁蛋
白受体、胰岛素受体等抗原表达,诱导多种杀伤细胞
的分化和效应功能。 IL-6与 IL-6受体结合后,在机
体内有多种生物学活性,如可影响细胞生长,促进细
胞分化等。 在本实验中 TTM能显著增加小鼠体内的
IL-2 和 IL-6 的含量, 提示 TTM 能有效的增强衰老
小鼠的免疫功能,有助于促进细胞的分裂增殖。
本实验研究结果表明 TTM 的有效成分具有多
种生物学活性,可以通过不同的通路发挥抗衰老作
用,在改善学习记忆功能,清除体内自由基抗氧化,
增强机体免疫能力等方面都有较好的作用, 但 TTM
抗衰老机制还有待于从分子水平进行研究。
参 考 文 献
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2 詹光杰. 板党、头顶一颗珠、天麻及头顶一颗珠对抗氧化酶表达
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3 姜国良,于晓,徐恺,等.腹腔和皮下注射 D-半乳糖衰老大鼠模
型分析[J].中国老年学杂志,2013,33(5):1101-1103
4 王绪平,呙登俊,陈宇,等. Morris 水迷宫实验评价血管性痴呆
大鼠模型的学习记忆能力 [J].中华中医药学刊,2013,31(1):
99-100
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快速老化痴呆小鼠 SAMP8 认知功能的再评价 [J].中国中医急
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mouseaging model[J]. Mech Ageing Dev,1999,108(3):239-251
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大学,2004:96-97
(收稿:2013-07-22)
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