钴暴露引发认知和焦虑样行为损伤、脑氧化应激和炎症以及海马-杏仁核组织形态学改变:非洲豆科植物Prosopis africana种子水提物的保护作用

Cobalt exposure triggers impairments in cognitive and anxiety-like behaviors, brain oxidative stress and inflammation, and hippocampo-amygdala histomorphological alterations: Protective role of aqueous Prosopis africana seed extract.

作者信息Rademene Sunday Oria, Runyi Bassey Ben, Ugochukwu Godfrey Esomonu, Precious Ibiang Essien, Linda Eze Odinaka, Gift Ekligbor Ettah, Otu Otu Eyong, Omamuyovwi Meashack Ijomone
PMID36544532
发布时间2022-12
DOI10.22038/IJBMS.2022.65689.14456

实验完整度

包含行为学测试、生化检测、组织学及免疫组化等多个独立证据层级,并进行了功能验证。

主要模型

成年雄性Wistar大鼠CoCl2神经毒性模型 海马和杏仁核组织

重点核对

CoCl2给药剂量40 mg/kg,口服灌胃,持续14天 PAE剂量50和100 mg/kg,口服灌胃,持续14天 对照组给予蒸馏水 每组15只大鼠,行为学及生化检测n=5

摘要

目的:近年来,由于过量接触钴导致神经功能损伤,钴毒性已成为一个健康问题。随着人们对草药治疗作用的兴趣日益浓厚,在毒性研究中,研究富含黄酮类化合物的非洲豆科植物Prosopis africana种子水提物(PAE)对钴诱导的神经毒性的疗效值得关注。材料与方法:我们用CoCl2或CoCl2联合PAE口服处理大鼠14天。对照组大鼠在同一时期接受蒸馏水。处理后,进行行为学实验、氧化应激分析、炎症分析以及组织学和免疫组织化学分析。结果:结果显示,CoCl2减少了新物体识别测试中的探索时间和识别指数、Y迷宫测试中的自发交替百分比,并减少了高架十字迷宫中的开臂进入次数和时间。然而,PAE治疗将这些参数改善至与对照组相当的水平。此外,PAE治疗降低了CoCl2诱导的脑匀浆中过氧化氢、丙二醛、TNF-α和IL-1β水平的升高,同时增加了超氧化物歧化酶和还原型谷胱甘肽的活性。CoCl2暴露导致明显的神经变性特征,如海马和杏仁核细胞的核崩解、核收缩和胞浆空泡化,并增加GFAP的表达。PAE给药后海马和杏仁核的组织学得到改善,而加剧的GFAP表达得到减弱。结论:这些发现表明,PAE可能具有抗焦虑作用,并有助于减轻CoCl2神经毒性引起的认知障碍和海马损伤,其机制涉及减轻氧化应激和炎症。

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
CoCl2暴露是否引起大鼠认知和焦虑样行为损伤及海马-杏仁核损伤,以及Prosopis africana种子水提物是否具有保护作用?
核心机制
CoCl2通过诱导氧化应激和神经炎症导致神经毒性,PAE通过其抗氧化和抗炎特性发挥保护作用。
主要证据
行为学测试(NORT、Y迷宫、EPM)显示PAE改善认知和焦虑样行为;生化检测显示PAE降低H2O2、MDA、TNF-α、IL-1β水平,升高SOD、GSH;组织学和免疫组化显示PAE减轻海马和杏仁核神经元损伤及GFAP表达。
研究意义
PAE可能作为抗焦虑和减轻认知障碍及海马损伤的潜在治疗策略,针对钴神经毒性。

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

动物分组与给药

建立CoCl2神经毒性模型,并评估PAE的干预效果

将60只雄性Wistar大鼠随机分为4组,对照组、CoCl2组、PAE 50 + CoCl2组、PAE 100 + CoCl2组,口服灌胃给药14天。

2

神经行为学测试

评估认知功能和焦虑样行为变化

在最后一次给药后24小时,进行新物体识别测试、Y迷宫测试和高架十字迷宫测试。

3

生化检测

评估氧化应激和炎症指标

取脑组织匀浆,检测H2O2、MDA、SOD、GSH、TNF-α和IL-1β水平。

4

组织学分析

评估海马和杏仁核的组织病理变化

脑组织固定、包埋、切片,进行H&E染色,观察神经元形态。

5

免疫组织化学分析

评估星形胶质细胞反应(GFAP表达)

使用GFAP抗体进行免疫组化染色,计数GFAP阳性细胞。

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
GFAP抗体Thermo Fisher16825-1-AP
TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R2856
IL-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0012
ImmPRESSTM HRP抗兔IgG(过氧化物酶)聚合物试剂VectorMP-7401
DAB过氧化物酶(HRP)底物试剂盒VectorSK-4100

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
动物与分组
雄性Wistar大鼠,体重150-200g;每组15只;分组:对照、CoCl2(40 mg/kg)、PAE 50 + CoCl2、PAE 100 + CoCl2
阅读提示:Materials and Methods, Animals and experimental design
给药方案
CoCl2剂量40 mg/kg,PAE剂量50或100 mg/kg,口服灌胃,持续14天
阅读提示:Materials and Methods, Animals and experimental design
行为学测试
NORT、Y迷宫、EPM测试时间、测试条件(如5分钟)
阅读提示:Materials and Methods, Neurobehavioural tests
生化检测
脑组织匀浆制备条件(缓冲液、离心)、检测指标(H2O2、MDA、SOD、GSH、TNF-α、IL-1β)
阅读提示:Materials and Methods, Biochemical assays
组织学与免疫组化
固定液、切片厚度、H&E染色、GFAP抗体稀释度(1:10000)、抗原修复条件
阅读提示:Materials and Methods, Histological studies and Immunohistochemistry