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研究文章

芪复饮改善5xFAD小鼠脑内认知功能障碍及减轻细胞衰老的作用

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DOI:

10.3791/72118

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2026年9月8日

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* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本研究评估了七福饮(QFY)在5xFAD小鼠中的治疗作用。研究结果表明,给予QFY可改善学习和记忆能力,减少大脑皮层中Aβ沉积和细胞衰老,并减轻突触结构损伤。

摘要

尽管中药复方七福饮(Qi-fu-yin, QFY)的作用机制尚未完全阐明,但其在阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)中已显示出潜在的治疗作用。本研究旨在探讨七福饮(QFY)治疗与5xFAD小鼠认知功能障碍之间的关联。我们采用抓力测试、 步态,群居筑巢,穿梭箱,莫里斯水迷宫实验,以及ELISA检测淀粉样蛋白水平β 蛋白 1-42 (Aβ1-42),Aβ1-40生长相关蛋白43(GAP-43)、突触素(SYN)以及突触后密度蛋白95(PSD-95)在5xFAD小鼠脑组织中的表达。采用Luminex细胞因子分析法定量检测大脑皮层中衰老相关分泌表型(SASP)的水平。衰老相关 β-半乳糖苷酶(SA-β-半乳糖苷酶(-Gal),Aβ 动物大脑中的沉积物及树突棘通过SA测定β-半乳糖苷酶染色、免疫组织化学以及Golgi-Cox染色分别进行。QFY处理显著降低了皮层Aβ 斑块负荷并降低5xFAD小鼠中p21的表达水平,免疫荧光检测结果表明。在5xFAD小鼠中,QFY治疗显著改善学习与记忆能力,缓解 衰老,并增加了小鼠皮层中GAP-43、PSD-95和SYN蛋白的含量。经QFY处理后,Aβ 斑块和SA-β脑内的-Gal活性,以及Aβ1-42 和 Aβ1-42/Aβ1-40 海马体中的水平。IL-1的水平α, IL-1β, IL-6, IL-17A 和 IFN-γ 在5xFAD小鼠皮层中显著减少。PCA和Pearson相关性分析显示,SASP细胞因子与突触蛋白水平之间存在强烈的负相关关系。这些结果提示,QFY处理与5xFAD小鼠年龄相关认知功能下降及细胞衰老表型的改善相关,并伴随突触结构损伤的减轻。这些发现支持进一步研究QFY作为阿尔茨海默病潜在治疗候选药物的可能性。

引言

阿尔茨海默病'阿尔茨海默病 (AD)1 是最常见的痴呆症类型,其特征为淀粉样蛋白-β 蛋白质 (Aβ高磷酸化tau蛋白(P-Tau)、突触丧失以及慢性炎症。目前用于阿尔茨海默病的可用药物存在多种副作用,且无法阻止疾病进展。'进展2,3,4,5.

衰老表现为整个生物体在细胞和间质微环境层面的广泛紊乱,而非局限于特定器官的改变,是阿尔茨海默病发病机制中的一个关键风险因素。这种系统性失调从根本上改变了整个生物系统的稳态机制,从而将阿尔茨海默病的进展与单一组织病理学模型区分开来。6,7尽管细胞衰老最初作为一种稳态调节机制发挥作用,但衰老细胞的积累最终会导致渐进性组织退化和持续性炎症级联反应,从根本上破坏生理稳态。8随之而来的炎症可能损害突触并损害认知功能。9,10.

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方案

所有动物实验均经山东中医药大学实验动物福利伦理委员会批准(SDUTCM20221101001)。

药物

QFY颗粒干浸膏粉由鲁南制药厚朴研发中心制备并检测。多奈哌齐和美金刚购自上海源叶科技。本研究采用雄性5xFAD小鼠,初始体重范围为19–27 g。QFY的给药剂量根据临床人用剂量43 g/d推算,换算为QFY颗粒干浸膏粉后为16.297 g/d。本实验的中剂量根据临床人用剂量计算(16.297 g/70 kg × 9.1 = 2.11861 g/kg/d)。高剂量设为中剂量的两倍(4.24 g/kg/d),低剂量设为中剂量的一半(1.06 g/kg/d)。所有药物溶液按每10 g体重0.1 mL的体积给药。

作为阳性对照,采用多奈哌齐和盐酸美金刚的联合给药方案。剂量参考了二者目前的临床应用剂量(分别为10 mg/d和20 mg/d)以及本研究团队既往的研究数据,最终确定给药方案为多奈哌齐1.0 mg/kg/d联合美金刚2.8 mg/kg/d,总联合剂量为3.8 mg/kg/d。多奈哌齐-美金刚混合液的最终浓度配制为0.38 mg/mL,按3.8 mg/kg除以每10 g体重0.1 mL的给药体积计算得出。

低、中、高剂量的QFY溶液制备方法如下:分别取5.3 g、10.6 g和2....

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结果

QFY给药可增强5xFAD小鼠的学习与记忆能力

给予QFY后,进行穿梭箱测试以评估小鼠的条件性主动回避反应(图 2A–C结果显示,第1至4天的主动回避次数(图 2A, p < 0.05)以及主动回避的曲线下面积(AUC)图2B, p < 0.01),而主动回避次数(图 2C, p < 与野生型小鼠相比,5xFAD小鼠在测试期间主动回避次数显著减少(p < 0.05)。在5xFAD小鼠中,给予多奈哌齐和美金刚可显著增加其在学习期第2天的主动回避次数。图 2A, p < 0.05)。QFY给药显著增加了第3天和.......

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讨论

神经突触可塑性在认知功能中起关键作用。在阿尔茨海默病(AD)患者的大脑中,Aβ沉积物扩散至不同脑区,直接导致突触结构损伤、兴奋性突触丢失以及认知功能下降28。GAP-43(一种突触前膜蛋白)29、PSD-95(一种位于突触后膜的支架蛋白)30以及SYN(一种与突触小泡相关的磷蛋白)31在突触结构可塑性及AD的发病机制中发挥重要作用32。本研究发现,QFY治疗可改善5xFAD小鼠的学习与记忆能力,减轻Aβ斑块负荷,并通过增加树突棘数量以及脑内GAP-43、PSD-95和SYN蛋白水平来恢复突触结构。

衰老是阿尔茨海默病(AD)发展的重要风险因素,可促进Aβ的产生。衰老的特征包括肌肉力量下降、步态失衡以及日常生活基本活动能力受损33,34

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披露

作者声明无任何利益冲突。

致谢

本工作获得了中国国家自然科学基金(82205078,82374062)、山东省自然科学基金(ZR2026MS1293,ZR2021QH157)、山东省中医药科学技术项目(M20251730)、中国西藏自治区科学技术项目(XZ202601ZY0167)以及山东省技术创新引导计划(中央引导地方科技发展基金)(YDZX2023137)的资助,项目名称为“通里肠溶胶囊作为1类新型中药的开发与产业化研究”。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
药物
多奈哌齐上海源叶科技lot.J15HB188725
美金刚上海源叶科技批号:J21HB189391
芪复饮鲁南制药厚朴研发中⼼lot. 2209001
行为学实验
CatWalk XTNoldusCatWalkXT 10.0 软件
握力计BileadbiosciBLD-ZL-20
莫里斯水迷宫上海新软信息技术有限公司120 cm
穿梭箱上海新软信息技术有限公司XR-XC404
抗体
抗-Aβ1-42 抗体Abcam货号 ab201061
抗p21/CIP1/CDKN1A抗体Novus Biologicals货号 NBP3-15661
检测试剂盒
Aβ1-40 ELISA试剂盒赛默飞世尔科技货号 KHB3482
Aβ1-42 ELISA试剂盒赛默飞世尔科技货号 KHB3442
Bio-Plex Pro 小鼠细胞因子 23-plex 检测试剂盒R&D系统货号 LXLBM23-1
GAP-43 ELISA试剂盒江苏酶免疫分析产业货号 MM-47506M1
高尔基-考克斯染色试剂盒北京博奥百奥生物科技有限公司 & 科技公司货号 PK401
PSD-95 ELISA试剂盒江苏酶免疫分析产业货号 MM-45953M1
衰老 ββ-半乳糖苷酶染色试剂盒Beyotime货号 C0602
突触素(SYN)ELISA试剂盒江苏酶免疫分析产业货号 MM-46504M1
化学品 & 试剂
抗兔和小鼠 IgG(二抗)引物货号 S0C1001
DAB显色剂引物货号 S0C1001
软件
CatWalk XTNoldus 信息技术公司版本 10.0
ImageJ美国国立卫生研究院(NIH)版本 1.53

参考文献

  1. Joe E, Ringman JM. Cognitive symptoms of Alzheimer's disease: clinical management and prevention. BMJ. 2019;367:l6217.
  2. Scheff SW, et al. Synaptic alterations in CA1 in mild Alzheimer disease and mild cognitive impairment. Neurology. 2007;68(18):1501-8.
  3. Muralidar S, et al. Role of tau protein in Alzheimer's disease: the prime pathological player. Int J Biol Macromol. 2020;163:1599-617.
  4. Hardy JA, Higgins GA. Alzheimer's disease: the amyloid cascade hypothesis. Science. 1992;256(5054):184-5.
  5. Calsolaro V, Edison P. Neuroinflammation in Alzheimer's disease: current evidence and future directions. Alzheimers Dement. 2016;12(6):719-3....

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