柚皮苷通过调控多种代谢通路改善阿尔茨海默病小鼠模型的记忆缺陷并发挥神经保护作用

Naringin ameliorates memory deficits and exerts neuroprotective effects in a mouse model of Alzheimer's disease by regulating multiple metabolic pathways.

作者信息Xiangdong Meng, Mingming Fu, Shoufeng Wang, Weida Chen, Jianjie Wang, Ning Zhang
PMID33760152
发布时间2021-05
DOI10.3892/mmr.2021.11971

实验完整度

包含动物模型、行为学、病理学、Western blot及试剂盒检测等多层级实验,但缺乏体外或临床样本验证,机制验证主要依赖蛋白表达检测。

主要模型

氢化可的松诱导的记忆损伤小鼠模型

重点核对

氢化可的松剂量25 mg/kg/天,给药3周 柚皮苷剂量100 mg/kg/天 ER抑制剂ICI182780剂量0.072 mg/kg/天 阳性对照药KN15112502剂量585 mg/kg/天 行为学测试包括NOR、MWM、跳台

摘要

本研究旨在探讨柚皮苷对氢化可的松诱导的记忆损伤小鼠的神经保护作用,并阐明其潜在分子机制。本研究构建了氢化可的松模型。采用新物体识别、Morris水迷宫和跳台实验评估小鼠的学习记忆能力;苏木精-伊红染色观察海马和下丘脑的病理变化;透射电子显微镜观察海马超微结构变化;免疫组织化学检测ERα和ERβ的表达;Western blotting检测相关系统中各蛋白的表达。结果发现,柚皮苷能显著改善氢化可的松记忆损伤小鼠的认知、学习和记忆功能障碍。此外,柚皮苷可通过多种机制发挥神经保护作用,包括淀粉样β代谢、Tau蛋白过度磷酸化、乙酰胆碱能系统、谷氨酸受体系统、氧化应激和细胞凋亡。柚皮苷还能影响磷酸化P38/P38的表达,提示柚皮苷的神经保护作用可能还涉及MAPK/P38通路。本研究结果得出结论,柚皮苷能有效改善记忆损伤小鼠的认知能力并发挥神经保护作用。因此,柚皮苷可能成为治疗阿尔茨海默病的有前景的候选药物。

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
柚皮苷是否能改善氢化可的松诱导的AD小鼠模型的记忆缺陷,并探索其神经保护作用的分子机制。
核心机制
柚皮苷可能通过与ER结合,介导Aβ代谢、Tau蛋白过度磷酸化、乙酰胆碱能系统、谷氨酸受体系统、氧化应激和细胞凋亡等通路,并可能涉及MAPK/P38通路。
主要证据
行为学测试显示柚皮苷改善学习记忆;H&E和TEM显示海马病理和超微结构改善;免疫组化和Western blot显示ERα/ERβ上调,Aβ、APP、BACE1、p-Tau、CDK5、NMDAR1、GluR2、CAMKII、Bad、cleaved-caspase-3等蛋白变化逆转,SOD、MDA、NO、Ach、ChAT和AchE水平改善。
研究意义
柚皮苷可能成为治疗阿尔茨海默病的候选药物。

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

动物分组与模型建立

建立氢化可的松诱导的记忆损伤小鼠模型,并设置阳性对照和ER抑制剂干预组。

75只雄性小鼠随机分为5组,给予氢化可的松(25 mg/kg/day)造模,同时给予柚皮苷(100 mg/kg/day)或KN15112502(585 mg/kg/day)或ER抑制剂(ICI182780,0.072 mg/kg/day)等处理,灌胃3周后造模,再给药1周。

2

行为学测试

评估各组小鼠的学习记忆能力。

采用新物体识别、Morris水迷宫和跳台实验检测小鼠的认知功能。

3

病理学观察

观察海马和下丘脑的组织病理改变及海马超微结构变化。

采用H&E染色观察海马和下丘脑病理;透射电镜观察海马超微结构。

4

免疫组化检测ER表达

验证柚皮苷对ERα和ERβ表达的影响。

免疫组化检测海马ERβ和下丘脑ERα的表达。

5

Western blot检测蛋白表达

检测Aβ代谢、Tau磷酸化、谷氨酸受体、凋亡及MAPK通路相关蛋白的表达。

Western blot检测APP、BACE1、Aβ、CDK5、p-Tau、NMDAR1、GluR2、CAMKII、Bad、Bcl-2、cleaved-caspase-3、ERβ、p-P38、β-actin等蛋白。

6

生化指标检测

检测乙酰胆碱能系统相关指标和氧化应激指标。

使用试剂盒检测海马组织中Ach含量、ChAT和AchE活性,以及SOD、MDA和NO水平。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
氢化可的松Chengdu Mansitebio-Technology Co, Ltd.--
KN15112502Shijiazhuang No. 4, Pharmaceutical--
柚皮苷----
ICI182780Tocris Bioscience--
福尔马林Beijing Yili Fine Chemicals Co., Ltd.0-10-02
JEM-1200EX透射电镜JEOL, Ltd.--
ERα抗体Cell Signaling Technology, Inc.8644T
ERβ抗体KALANGkl437Hu22-KALANG
二抗BIOSSbs-0295G-H
RIPA裂解液Roche Diagnostics--
PVDF膜EMD Millipore--
ECL发光液Beyotime Institute of Biotechnology--
APP抗体BIOSSbs-12503R
BACE1抗体Cell Signaling Technology, Inc.5606T
CDK5抗体BIOSSbs-10258Rm
p-Tau396抗体BIOSSbs-3446R
NMDAR1抗体BIOSSbs-23343R
GluR2抗体BIOSSbs-13385R
CAMKII抗体Boster--
Bad抗体BosterA00183
caspase-3抗体BIOSSbs-0081R
Bcl-2抗体BIOSSbs-0032R
ERβ抗体KALANGkl437Hu22
p-P38抗体BIOSSbs-2210R
β-actin抗体BIOSSbs-0061R
SOD试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
MDA试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
NO试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
Ach试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
ChAT试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
AchE试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--

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
动物分组与给药
小鼠品系、性别、周龄、体重;氢化可的松剂量和给药方式;柚皮苷剂量;KN15112502剂量;ICI182780剂量;给药时间
阅读提示:Materials and methods: Groups and treatments
行为学测试
NOR训练和测试时长、间隔;MWM训练天数、平台位置、撤台时间;跳台训练和测试时间、电击参数
阅读提示:Materials and methods: New object recognition, Morris water maze, Step-down test
病理学观察
组织固定液、固定时间、切片厚度;TEM固定液、染色方法
阅读提示:Materials and methods: H&E staining, TEM
蛋白检测
蛋白提取方法、上样量、抗体稀释比例、孵育条件、曝光试剂
阅读提示:Materials and methods: Western blotting
生化指标检测
试剂盒类型、组织处理方法
阅读提示:Materials and methods: Measurement of SOD, MDA, etc.