探索二甲双胍和脱氢姜酮在氟化钠诱导的神经毒性中的保护作用:来自产前大鼠模型的证据

Exploring the protective role of metformin and dehydrozingerone in sodium fluoride-induced neurotoxicity: evidence from prenatal rat models.

作者信息Tejas Ahuja, Farmiza Begum, Gautam Kumar, Smita Shenoy, Nitesh Kumar, Rekha R Shenoy
PMID39790448
期刊3 Biotech
发布时间2025-02
DOI10.1007/s13205-024-04175-4

实验完整度

包括行为学测试、生化检测和组织病理学检查,但未涉及分子机制验证如Western blot,证据层级相对单一。

主要模型

Wistar大鼠产前模型 大鼠幼崽

重点核对

NaF剂量:100 mg/L(通过饮水) 治疗剂量:二甲双胍和脱氢姜酮均为200 mg/kg(口服) 分组:正常对照(自来水)、疾病对照(NaF)、NaF+二甲双胍、NaF+DHZ 检测区域:海马和额叶皮层

摘要

本研究旨在利用产前模型评估大鼠发育阶段慢性暴露于氟化钠(NaF)的神经毒性效应。疾病组孕鼠通过饮水给予NaF(100 ppm,口服)。在治疗组中,二甲双胍和脱氢姜酮(DHZ)(200 mg/kg)与NaF同时口服给药,并持续整个妊娠期和哺乳期至幼崽直至实验结束。对动物进行行为学研究,如新物体识别测试(NORT)、旷场和活动度测试,以及生化检测,如乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA),随后进行组织病理学图像分析。观察到NaF暴露显著降低了幼鼠的学习、记忆和运动能力(p < 0.05, p ≤ 0.01),并能诱导类似焦虑的行为。疾病组海马和额叶皮层中AchE(p ≤ 0.001)和MDA(p ≤ 0.01, p ≤ 0.001)水平显著升高,GSH水平显著降低(p ≤ 0.01, p ≤ 0.001)。组织病理学图像分析显示,疾病组海马中存在退化神经元。从这项研究中观察到,二甲双胍和DHZ治疗能够显著改善认知障碍,改善氧化应激状态,并减少NaF喂养幼鼠的神经元变性。这些结果确立了二甲双胍和DHZ在NaF诱导的神经发育毒性中的保护作用,特别强调了它们的抗氧化特性。

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
产前暴露于氟化钠对大鼠幼崽行为和神经化学的影响,以及二甲双胍和脱氢姜酮是否通过抗氧化作用提供保护。
核心机制
NaF诱导氧化应激,表现为MDA升高、GSH降低和AchE活性升高;二甲双胍和DHZ通过其抗氧化特性减轻氧化应激,从而改善认知和运动功能。
主要证据
NaF组幼鼠在新物体识别测试中识别指数和辨别指数显著降低,运动活性下降,海马AchE和MDA升高,GSH降低,海马CA3、齿状回和额叶皮层出现退化神经元;二甲双胍和DHZ治疗显著改善这些指标。
研究意义
研究结果表明二甲双胍和DHZ在氟化钠诱导的神经发育毒性中具有保护作用,强调了其抗氧化特性,为潜在的预防或治疗策略提供了依据。

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

妊娠期NaF暴露与药物干预

建立产前NaF暴露模型,并评估二甲双胍和DHZ的干预效果。

孕鼠分为四组:正常对照(自来水)、疾病对照(NaF 100 mg/L)、NaF+二甲双胍(200 mg/kg)、NaF+DHZ(200 mg/kg)。药物以0.5%羧甲基纤维素混悬,口服给药,持续妊娠期和哺乳期,直至实验结束。

2

新生反射评估

评估产前NaF暴露对幼鼠早期反射发育的影响。

在出生后第7-11天对幼鼠进行翻正反射、前肢抓握、握力和负向地性反射测试。

3

行为学测试

评估NaF暴露对幼鼠认知、记忆、运动能力和焦虑样行为的影响。

进行新物体识别测试(NORT)、活动度测试(Actophotometer)和旷场测试,记录识别指数、辨别指数、运动活性、跨线次数、中心格进入次数、首次跨线潜伏期等。

4

生化指标检测

评估NaF暴露对海马和额叶皮层氧化应激和胆碱能系统的影响。

在海马和额叶皮层中检测乙酰胆碱酯酶(AchE)活性、丙二醛(MDA)水平、还原型谷胱甘肽(GSH)水平,采用紫外分光光度法和比色法。

5

组织病理学分析

评估NaF暴露对海马和额叶皮层神经元形态的影响。

脑组织用中性福尔马林固定,石蜡包埋,切片(5微米)进行苏木精-伊红(H&E)染色,在Olympus显微镜下观察海马CA1、CA3、齿状回和额叶皮层的神经元形态。

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
活动度计----
奥林巴斯显微镜Olympus--
μQPRO BCA蛋白质定量试剂盒Cyanagen--
羧甲基纤维素----
香兰素----
脱氢姜酮----
抗AMPK和P-AMPK抗体Elabscience life sciences--

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
动物模型与分组
Wistar大鼠品系,孕鼠分组(每组数量未明确),NaF浓度100 mg/L,给药途径饮水,药物剂量200 mg/kg,给药途径口服
阅读提示:Materials and methods: Animals, Experimental design
行为学测试
测试时间点(出生后第7-11天),测试环境(光照、温度),NORT各阶段时长和间隔,旷场测试时长,活动度测试时长
阅读提示:Materials and methods: Novel object recognition test, Locomotor test, Open field test
生化检测
脑组织区域(海马、额叶皮层),检测方法(UV分光光度法、比色法),样本量(每个样品三个重复)
阅读提示:Materials and methods: Biochemical estimations
组织病理学分析
切片厚度(5微米),染色方法(H&E),显微镜型号(Olympus)
阅读提示:Materials and methods: Histopathological image analysis