基于肠道菌群—肠—脑轴的安石榴苷改善AD模型小鼠认知功能的实验研究

来源 :皖南医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taishao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD),是以进行性认知和记忆能力减退等症状为主要临床表现的神经退行性疾病。AD是由脑内β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)产生和降解失衡,导致Aβ在脑内沉积,具有神经毒性的Aβ聚集、氧化应激等导致神经元死亡,从而引起脑内一系列病理改变。有证据显示与人类共存的微生物对宿主健康的影响十分显著。它们不但在消化、营养、生长、免疫、炎症等方面发挥重要作用,而且与很多疾病的发生密切相关,最近研究表明肠道菌群的改变会影响大脑的功能,与许多中枢神经系统(central nervous system,CNS)疾病的发生有着密切的关联。有学者提出肠道菌群-肠-脑轴的观点,认为肠道菌群平衡破坏后,会影响肠道粘膜上皮,从而损伤肠道的屏障功能,产生的一系列炎性因子会因此进入脑组织,进一步对大脑产生一系列的病理生理影响,从而产生疾病。中药和中药复方在胃肠道能和菌群之间产生广泛而复杂的相互作用。安石榴苷(Punicalagin,Pun)是我国传统中药材石榴皮中一种特异的元素,具有很多药理活性,其中抗炎抑菌是安石榴苷重要药理作用之一。目前关于安石榴苷与AD之间关系的研究较少,本课研究旨在“肠-脑”轴调节的基础上,以安石榴苷为试验药物,以肠道菌群为切入点,探索安石榴苷对AD小鼠认知功能的影响及其可能的作用机制。方法48只APP/PSN AD小鼠分成4组,分别用以下方式进行灌胃,PBS液(Model组)、低剂量安石榴苷(12.5mg每公斤体重,Pun-L组)、中剂量安石榴苷(25mg每公斤体重,Pun-M组)、高剂量安石榴苷(50mg每公斤体重,Pun-H组)。12只C57b L/6小鼠灌胃PBS液做对照组(Normal组)。连续灌胃45天。对每组小鼠分别行水迷宫空间探索和定位巡航试验,以判断小鼠的认知功能。取小鼠肠内容物、肠组织及大脑组织。肠内容物交由华大基因进行16s DNA测序,并进行生物信息学分析。Q-PCR实验检测小鼠肠壁组织中炎症介质(IL-6、TNF-α、NLr P-3、Nod-2)m RNA的表达情况。免疫组化法检测小鼠肠上皮ZO-1和Occludin蛋白的表达及检测小鼠海马CA1区Aβ42和tau蛋白的表达。Western Blot实验检测小鼠脑组织中Aβ的表达。结果(1)安石榴苷对AD小鼠认知功能的影响随着学习的进行,5组小鼠的逃避潜伏期均成缩短的趋势。相较于正常对照组(Normal组),模型组(Model组)小鼠的逃避潜伏期明显延长(P<0.01)。与Model组小鼠相比,安石榴苷治疗组的AD小鼠,逃避潜伏期均降低,其中安石榴苷高剂量组(Pun-H组)小鼠显著低于安石榴苷低剂量组(Pun-L组)(P<0.01),且随着灌胃剂量的增高,小鼠每天的逃避潜伏期成缩短的趋势。撤掉平台后,随着实验次数的增加,5组小鼠在目标象限逗留的时间均成增高的趋势。其中Model组与Normal组具有显著差异(P<0.01)。与Model组小鼠相比,安石榴苷治疗组的AD小鼠在目标象限的逗留时间均延长。且在目标象限逗留的时间与安石榴苷用药量之间具有剂量依赖性(P<0.01)。由此我们可以得出,安石榴苷可以改善AD小鼠的空间认知功能,剂量愈高,改善的效果愈显著。(2)安石榴苷对AD小鼠肠道菌群的影响Normal组和Model组肠道菌群构成差异较大,而安石榴苷灌胃组与Model组肠道菌群构成存在一定差异,其中拟杆菌门、厚壁菌门以及疣微菌门中的艾克曼菌属差异较大。从整体范围内可看出,AD小鼠的肠道菌群组成与正常小鼠间存在明显差异,但灌胃安石榴苷后,肠道菌群有所改变,其中Pun-M组与Normal组间的整体差异最小。(3)安石榴苷对AD小鼠肠壁组织中相关炎症介质基因表达的影响与Normal组小鼠相比,Model组促炎因子IL-6、TNF-α、NLr P-3、Nod-2基因的m RNA水平表达明显升高(P<0.01)。安石榴苷治疗组小鼠肠道促炎因子的m RNA水平表达明显降低(P<0.01),随着灌胃剂量的增加,其表达水平呈现明显降低趋势(P<0.01)。其中Pun-H组小鼠的相关基因的表达水平甚至低于Normal小鼠(P<0.01)。(4)安石榴苷对AD小鼠小肠肠壁屏障蛋白表达的影响正常小鼠ZO-1和occludin蛋白沿小鼠小肠黏膜上皮细胞膜顶端呈整齐线状分布,棕褐色信号较强。而模型组阳性染色明显减弱,ZO-1和occludin蛋白表达紊乱,呈非连续性分布。灌胃安石榴苷后,两者表达明显上调,且灌胃剂量越高,表达越强,分布越连续。提示安石榴苷能上调小鼠小肠壁上皮紧密连接蛋白ZO-1和occludin的表达,其中高剂量组与正常组表达基本一致。(5)安石榴苷对AD小鼠海马CA1区Aβ42和tau表达的影响正常小鼠海马CA1区可见大量正常神经细胞,胞浆内几乎没有Aβ42和tau蛋白的沉积。AD模型小鼠海马CA1区神经细胞内可见大量Aβ42和tau蛋白。灌胃安石榴苷后,两者明显减少,且安石榴苷中剂量、高剂量组AD小鼠的海马CA1区接近正常小鼠。(6)安石榴苷对AD小鼠大脑组织Aβ淀粉样蛋白蓄积的影响Normal小鼠的Aβ蛋白的表达最少,Model组的Aβ蛋白的表达最多。安石榴苷治疗组小鼠的Aβ蛋白的表达明显下降,且Aβ蛋白的表达与安石榴苷用药量之间具有剂量依赖性。结论安石榴苷可以显著提高AD小鼠的认知功能,可以有效调节AD小鼠的肠道菌群的构成。安石榴苷可减轻AD小鼠肠道的炎症反应,可以改善肠道屏障功能。安石榴苷可降低AD小鼠海马区Aβ42和tau蛋白的表达,减轻AD小鼠脑内Aβ蛋白的表达,且Aβ蛋白的表达与安石榴苷用药量之间具有剂量依赖性。
其他文献
目的:研究orexin-A对新生大鼠离体脊髓腹角神经元促离子型γ-氨基丁酸(GABA)受体功能的影响及其机制。方法:选取7-12天的新生SD大鼠,麻醉后,分离出含腰骶膨大的脊髓节段,制备切片。使用木瓜蛋白酶(Papain,0.18 g/30 ml人工脑脊液)消化切片并孵育40-60min。体视显微镜下,保留脊髓腹角,使用抛光的不同口径的巴斯德吸管急性机械分离单个细胞,待细胞贴壁后,应用膜片钳记录联
当前公共空间建设、管理和运营过程中日益多样的参与主体和灵活的合作模式拓展了公共空间的内涵与边界,这种转变带来一种区别于“公”“私”二元对立的新视角。在这样的背景下,将公共性视为一种价值和愿景而非“私”的对立面,从更本质的角度理解公共性的内涵有助于为复杂的利益博弈和权利平衡提供一种价值参照。本文通过研究西方代表性文献,分析了“公”“私”二元对立关系的瓦解过程,将公共性的核心价值总结为公开性、异质性和
研究目的:本研究旨在通过基因芯片筛选出在巨噬细胞极化过程中差异性表达的关键circRNA分子,并探究该差异性circRNA分子在巨噬细胞极化过程中的相关分子机制。研究方法:首先本课题组在体外成功分离培养小鼠骨髓来源巨噬细胞(Bone marrow derived macrophage.BMDMs),此细胞作为本实验的研究对象并将其称之为M0型巨噬细胞。将M0型巨噬细胞通过LPS以及IFN-γ刺激4
目的:促甲状腺激素释放激素(thyrotropin-releasing hormone,TRH)是第一个被分离和鉴定的下丘脑释放因子,其广泛分布于丘脑、脑干、脊髓腹角和中央管周围区等中枢神经系统。TRH及其类似物对与中枢神经系统相关的疾病有治疗作用,如可以治疗脊髓损伤、脊髓小脑病变,还可调节心血管功能,以及改善癌症患者的睡眠障碍。故本实验通过制备新生大鼠脊髓切片、应用脊髓运动神经元(motoneu
目的:探索在实验室条件下,温度胁迫(高温和低温)情况下湖北钉螺体内蛋白质、脂肪、糖原和葡萄糖这四种能源物质含量的变化以及与有氧呼吸有关的两种主要酶——琥珀酸脱氢酶(SDH)和细胞色素氧化酶(CCO)的含量变化情况,以探索钉螺在温度胁迫过程中体内能源物质变化消耗情况以及有氧代谢水平,以期进一步完善环境胁迫(低温或者高温)状态下钉螺机体的生理学与生物化学变化等基础资料,为不断深入了解钉螺并进一步控制钉
目的:探究杜鹃花总黄酮(Total flavones of Rhododendra simsii Planch,TFR)通过基质相互作用分子(Stromal interaction molecule,STIM)/钙释放激活钙通道调节分子(Calcium release-activated calcium channel modulator,Orai)调控的钙库操作性钙内流(Store-operat
目的:研究含羞草碱(L-mimosine,L-Mim)是否通过影响Notch1/Twist1/eIF3a信号通路,进而抑制II型肺泡上皮细胞间质转分化(EMT)而产生抗纤维化作用。方法:1.动物实验雄性SD大鼠60只,随机分为正常组(Control,CON)、博莱霉素(Bleomycin,BLM)模型组、BLM+L-Mim(5 mg/kg)剂量组和BLM+L-Mim(10 mg/kg)剂量组,每组
目的:基于各组大鼠转录组测序结果,从整体水平探讨NCALD基因功能及豆腐果苷的抗抑郁作用机制。方法:108只大鼠(SD,雄性,2月龄),体重(200±20g),一周适应性喂养后,84只大鼠被用来构建CUMS抑郁模型。整个实验分成2部分:第一部分探讨NCALD功能,实验分组为:sham(control+saline)、CUMS+saline、CUMS+AAV、CUMS+AAV-siNCALD。第二部
目的:结合药动学、药效学指标确定真武汤量效关系并评价真武汤的组方合理性,利用均匀设计法进行多组分试验,尝试优化真武汤组方配伍。方法:1.药动学实验(1)建立同时检测大鼠体外及生物样本中包括乌头碱(AC)、苯甲酰乌头原碱(BAC)、新乌头碱(MA)、苯甲酰新乌头原碱(BMA)、次乌头碱(HA)、苯甲酰次乌头原碱(BHA)6种二萜类生物碱的HPLC-MS/MS方法:色谱柱为安捷伦 ZORBAX Ecl
目的:探讨orexin-A对脊髓腹角神经元甘氨酸受体(glycine receptor,GlyR)的作用及其机制。方法:本实验选用7~12天的新生Sprague Dawley(SD)大鼠,雌雄不拘。麻醉后,快速轻柔地分离出含腰骶膨大部的脊髓,借助震荡切片机切取400~500μm厚度的切片若干,用木瓜蛋白酶(Papain,0.18 g/30 mL人工脑脊液)消化20~30 min后,将切片移入新鲜常