还脑益聪方对Aβ1-42致阿尔茨海默病模型大鼠学习记忆、脑组织病例及tau蛋白磷酸化的影响

目的： 观察大鼠脑组织海马CA1区注射凝聚态Aβ1-42致大鼠空间记忆和学习能力的变化,脑组织病理变化以及Tau蛋白磷酸化相关蛋白Aβ、糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)、细胞周期依赖性蛋白激酶5(CDK-5)表达的改变,探讨中药复方--还脑益聪方对Aβ1-42致大鼠学习记忆障碍的影响及作用机制。 方法： 将清洁级SD大鼠60只,雌雄各半,应用脑立体定位技术向大鼠海马CA1区注射凝聚态Aβ1-42建立阿尔茨海默病(AD)模型。手术成功(病理验证)后,2周时结合Morris水迷宫结果随机(应用SPSS软件)分成5组,即模型组、阳性药物对照药(盐酸多奈哌齐片,0.49mg/kg)组、还脑益聪方小剂量(由北京中医药大学中药学院制剂,3.54g生药/g,3.78g生药/kg体重)组、中剂量(7.56g生药/kg)组、大剂量(18.90g生药/kg)组,每组12只。另设假手术组(大鼠海马CA1区注射等量生理盐水)12只。所试药物配成等量溶液,模型组和假手术组灌胃等体积的自来水,每日1次,连续灌胃12周。12周后,再次进行水迷宫行为学试验,然后行腹腔麻醉(4%水合氯醛1ml/100g体重指数),分离大鼠脑组织,以10%中性甲醛固定,进行病理常规切片HE染色、刚果红染色,镜下观察大鼠海马结构的变化。放射免疫法测定海马组织的淀粉样蛋白-β(β-AP)及总蛋白含量。免疫组织化学方法(彩色图像处理系统半定量分析)观察海马CA1区内β淀粉样肽(Aβ1-42)、脑源性tau蛋白激酶1(TTBK1)、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β)和细胞周期依赖性蛋白激酶-5(CDK-5)的表达。 结果： 1. Morris水迷宫实验结果表明,与假手术组比较,大鼠注射Aβ1-42造成AD模型后,大鼠穿越平台次数显著减少(P<0.05),在第四象限的时间和路程显著下降(P<0.05)。病理结果显示,HE染色可见模型大鼠CA1区染色较深,椎体细胞层神经元数目较少,胞浆染色区域面积增加,胞核有固缩深染,细胞排列较散乱,游离细胞增加,但未出现较明显的神经纤维缠结；刚果红染色可见大鼠海马CA1区出现较多量的散在橘红色Aβ沉积,大小不一,总体染色较深,细胞排列散乱稀疏,但未发现成熟的淀粉样斑块形成。免疫组织化学半定量测定结果表明,和假手术组比较,模型组大鼠脑组织β淀粉样肽(Aβ1-42)、脑源性tau蛋白激酶1(TTBK1)、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase k inase-3β, GSK-3β)和细胞周期依赖性蛋白激酶-5(CDK-5)的表达都显著升高(P<0.01)。 2.还脑益聪方小、中、大三个剂量组进行灌胃给药治疗12周后,大鼠平台区域穿越次数、第四象限时间及第四象限路程呈增加趋势。其中中药大剂量组能显著增加大鼠第四象限的寻找时间和路程(P<0.05,P<0.01)。还脑益聪方三个剂量组海马CA1区的病理结构有不同程度改善。还脑益聪方三个剂量组对Aβ1-42所致AD大鼠模型脑组织β淀粉样肽(Aβ1-42)、脑源性tau蛋白激酶1、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase k inase-3β, GSK-3β)和细胞周期依赖性蛋白激酶-5(CDK-5)的表达均有不同的抑制作用(P<0.05,P<0.01)。 结论： 1、应用凝聚态Aβ1-42行大鼠双侧海马CA1区注射造模可模拟AD中Aβ诱导的认知功能障碍,脑组织病理表现为Aβ沉积增加,tau蛋白过度磷酸化,相关蛋白激酶GSK-3β与CDK5表达增加,活性增强。海马CA1区椎体细胞层神经元数目较少,排列紊乱,和人类AD的症状和病理改变相似。 2、还脑益聪方连续灌胃12周后,可改善Aβ1-42造成的大鼠空间学习记忆障碍,抑制脑组织海马CA1区Aβ的沉积和tau蛋白过度磷酸化,改善海马CA1区的病理结构,提高椎体细胞层神经元数目。 3、还脑益聪方具有改善Aβ1-42致大鼠AD模型学习记忆行为的作用,其作用机制与改善大鼠脑组织病理形态结构,减少或抑制Aβ生成与沉淀,加快Aβ清除代谢,降低CA1区蛋白激酶CDK5及GSK-3β的表达,减轻脑组织海马CA1区Tau蛋白过度磷酸化有关。