人参皂苷Re通过PI3K/Akt/Nrf2信号通路调节东莨菪碱诱导的记忆障碍小鼠的氧化应激

Ginsenoside Re Regulates Oxidative Stress through the PI3K/Akt/Nrf2 Signaling Pathway in Mice with Scopolamine-Induced Memory Impairments.

作者信息Xin Li, Kai Zheng, Hao Chen, Wei Li
PMID39451557
发布时间2024-10-13
DOI10.3390/cimb46100677

实验完整度

包含行为学(Morris水迷宫)、组织病理学(H&E)、凋亡检测(TUNEL/DAPI)、Western blot(凋亡及信号通路蛋白)等多个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

雄性ICR小鼠 东莨菪碱诱导的阿尔茨海默病小鼠模型

重点核对

SCOP剂量:3 mg/kg,腹腔注射,连续7天 Ginsenoside Re剂量:低剂量10 mg/kg,高剂量20 mg/kg,灌胃,连续14天 Morris water maze测试时间:SCOP注射后30分钟 实验分组:正常组、SCOP组、低剂量Re组、高剂量Re组,每组10只小鼠

摘要

虽然人参皂苷Re已被证明可以保护中枢神经系统,但在东莨菪碱诱导的记忆障碍模型中其对记忆作用的报道很少。本研究旨在探讨人参皂苷Re对东莨菪碱(SCOP)诱导的记忆损伤的作用及其机制。雄性ICR小鼠用SCOP(3 mg/kg)处理7天,并用或不用人参皂苷Re处理14天。行为学研究(逃避潜伏期和穿越平台位置)、脑组织形态学和氧化应激指标显示,人参皂苷Re治疗后,SCOP引起的记忆损伤显著改善。进一步的机制研究表明,人参皂苷Re通过调节PI3K/Akt/Nrf2通路抑制细胞凋亡,从而发挥认知障碍改善作用。本研究表明,人参皂苷Re可能通过抑制氧化应激和细胞凋亡来保护SCOP诱导的记忆缺陷。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
人参皂苷Re对东莨菪碱诱导的记忆障碍小鼠是否具有保护作用,以及其潜在的作用机制。
核心机制
人参皂苷Re通过激活PI3K/Akt/Nrf2信号通路,抑制氧化应激和细胞凋亡,从而改善认知功能。
主要证据
行为学测试显示人参皂苷Re显著缩短逃避潜伏期、增加目标象限停留时间和穿越平台次数;H&E染色显示海马神经元损伤改善;TUNEL/DAPI染色显示凋亡减少;Western blot显示凋亡蛋白Bax、Bad、Bak、细胞色素c、cleaved-caspase-3/9表达降低,抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xL表达升高,p-PI3K、p-AKT、p-GSK-3β、Nrf2、HO-1表达升高。
研究意义
该研究丰富了人参皂苷对阿尔茨海默病药理作用的研究,为阿尔茨海默病药物的开发提供了依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立SCOP诱导的AD小鼠模型

通过腹腔注射SCOP建立学习记忆障碍模型。

将小鼠随机分为正常组、SCOP组、低剂量Re组和高剂量Re组,SCOP组腹腔注射3 mg/kg/d SCOP连续7天,正常组注射等量生理盐水。

2

人参皂苷Re干预

评估不同剂量人参皂苷Re对SCOP诱导记忆障碍的影响。

低剂量组和高剂量组分别灌胃给予10 mg/kg和20 mg/kg的人参皂苷Re(溶于0.5% CMC-Na),每天一次,连续14天;SCOP组和正常组灌胃等量0.5% CMC-Na。

3

Morris水迷宫行为学测试

评估小鼠空间学习和记忆能力。

从第10天开始训练,每天4次,连续4天;第14天移除平台进行空间探索实验。记录逃避潜伏期、穿越平台次数和目标象限停留时间。

4

氧化应激指标检测

评估脑组织氧化应激状态。

收集脑组织,检测SOD活性、MDA含量和NO含量。

5

组织病理学检查(H&E染色)

观察海马神经元形态学变化。

脑组织切片进行H&E染色,光学显微镜下观察神经元形态、排列和密度。

6

凋亡检测(TUNEL和DAPI染色)

定量检测海马区神经元凋亡。

脑组织切片进行TUNEL和DAPI染色,荧光显微镜观察凋亡细胞。

7

Western blot检测凋亡相关蛋白

验证细胞凋亡的分子变化。

提取脑组织蛋白,检测凋亡相关蛋白(Bax, Bad, Bak, Bcl-2, Bcl-xL, cytochrome c, cleaved-caspase-3, cleaved-caspase-9)的表达。

8

Western blot检测PI3K/AKT和Nrf2信号通路蛋白

揭示人参皂苷Re的分子机制。

检测PI3K/AKT通路相关蛋白(p-PI3K, PI3K, AKT, p-AKT, GSK-3β, p-GSK-3β)和Nrf2信号通路蛋白(Nrf2, HO-1, Keap1)的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证行为学变化
验证组织病理变化
验证细胞凋亡
验证蛋白表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
人参皂苷Re吉林农业大学中药材学院--
东莨菪碱阿拉丁SO20230308-0014C642651343D10
超氧化物歧化酶检测试剂盒南京建成生物工程研究所20230829
丙二醛检测试剂盒南京建成生物工程研究所20230829
一氧化氮检测试剂盒南京建成生物工程研究所20230829
Caspase 9抗体ProteintechWL01551
Cleaved-caspase 9抗体Proteintech10380-1-AP
Caspase 3抗体ImmunowayA11888
Cleaved-caspase 3抗体ImmunowayYM3431
Bax抗体ImmunowayY70445
细胞色素c抗体Proteintech66264-1-IG
Bad抗体Proteintech67830-1-IG
Bak抗体Proteintech21552-1-AP
Bcl-2抗体ImmunowayYM3041
Bcl-xL抗体Proteintech26967-1-AP
p-PI3K抗体Proteintech67071-1-IG
PI3K抗体Proteintech20584-1-AP
AKT抗体Proteintech10176-2-AP
p-AKT抗体Proteintech66444-1-IG
GSK-3β抗体Proteintech22104-1-AP
p-GSK-3β抗体Proteintech14850-1-AP
Nrf2抗体ImmunowayYT3189
HO-1抗体Proteintech10701-1-AP
Keap1抗体Proteintech10503-2-AP
β-actin抗体AbcamAB179467
羊抗兔IgG二抗(HRP标记)Signalway AntibodySAB
HRP标记的山羊抗大鼠IgGABclonalAS028
DAPI染色试剂盒碧云天--
TUNEL凋亡检测试剂盒罗氏--
石蜡----
蛋白酶K----
甲醇----
过氧化氢----
PVDF膜----
脱脂奶粉----
TBS-T缓冲液----
SDS-PAGE凝胶----
Morris水迷宫装置Taimeng Technology Co., Ltd.WMT-100
Smart 3.0软件Panlab--
光学显微镜LeicaTCS
Tanon 5200多色荧光成像系统Tanon Biotechnology--
Quantity One软件Bio-Rad4.6.8

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
小鼠品系、性别、体重、来源、饲养条件、SCOP剂量、给药途径、给药时间
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1 Animals和2.2 Experimental Design
药物处理
Ginsenoside Re剂量、给药途径、溶剂、给药时间
阅读提示:参见Materials and Methods 2.2 Experimental Design
行为学测试
Morris水迷宫水温、平台直径、训练次数、测试时间、逃避潜伏期上限
阅读提示:参见Materials and Methods 2.3 Morris Water Maze
氧化应激检测
脑组织处理方式、试剂盒品牌、检测指标
阅读提示:参见Materials and Methods 2.4 Detection of Biochemical Parameters
组织病理学
固定时间、切片厚度、染色方法
阅读提示:参见Materials and Methods 2.5 Histopathology Examination
凋亡检测
TUNEL和DAPI染色步骤、蛋白酶K浓度、试剂盒品牌
阅读提示:参见Materials and Methods 2.6 TUNEL and DAPI Staining
Western blot
蛋白提取方法、抗体稀释比例、封闭条件、显影系统
阅读提示:参见Materials and Methods 2.7 Western Blotting Analysis