姜黃素通過抑制氧化應激改善AD模型大鼠的學習和記憶能力

溫二生 薛進華 溫賢銘

【摘 要】目的：研究姜黃素對AD模型大鼠學習和記憶能力的影響。方法：采用鏈脲佐菌素側腦室立體定位注射的方法制備AD大鼠模型，腹腔注射姜黃素治療2周后，Morris水迷宮檢測學習記憶能力，并檢測海馬組織GSH-Px、SOD的活性及MDA的含量。結果：與模型組相比，姜黃素治療組學習記憶能力顯著改善，海馬組織中SOD（P<0.01）和GSH-Px（P<0.01）的活性明顯升高，MDA（P<0.01）含量顯著降低。結論：姜黃素能夠改善AD模型大鼠的學習記憶能力，其機制可能與抑制海馬區的氧化應激反應有關。

【關鍵詞】姜黃素;AD;氧化應激

中圖分類號： R542.2 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）12-0014-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.006

阿爾茨海默病 （Alzheimers Disease，AD）是引起老年癡呆癥的主要原因，屬于中樞神經系統退行性疾病，患者可表現為記憶力減退，認知功能障礙以及行為改變等臨床癥狀[1]。AD發病率與年齡密切相關，由于世界人口老齡化過程不斷加劇，AD的發病率也呈現逐年上升的趨勢，日益成為全球范圍廣泛關注的社會問題，給家庭和社會帶來沉重的精神和經濟負擔。目前，AD的發病機制還不清楚，尚無有效的防治措施，因此尋找能夠防治AD的有效藥物具有重大的社會效益和經濟效益。

姜黃素（curcumin，Cur）是一種廣泛使用的中藥材-姜黃的主要活性成分，姜黃素具有抗炎抗氧化、促進神經發育以及改善大腦的認知功能等作用[2-3]，研究發現姜黃素能夠提高細胞還原型谷胱甘肽（Glutathione， GSH）的水平，減少活性氧的產生，能夠清除活性氧和活性氮等自由基的氧化作用[4]，以及抑制脂質過氧化反應，清除過氧化反應中產生的活性自由基。

自由基的產生是引起氧化應激的重要因素，而氧化應激在AD發病的早期扮演著重要角色[5]。過度的氧化應激不僅能夠引起神經細胞死亡，還會導致大腦組織損傷[6]，因此，抑制氧化應激可能是預防AD的重要舉措。本實驗采用鏈脲佐菌素側腦室立體定位注射的方法制備AD大鼠模型，研究姜黃素對AD模型大鼠學習記憶的保護作用，并探討其保護作用與氧化應激的關系。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級SD大鼠30只，雄性，體重240-280g，購自湖南斯萊克景達實驗動物有限公司，許可證號SCXK （湘） 2016-0002，動物房常規飼養，恒溫恒濕，12h晝夜規律（白晝時間為早8：00-晚8：00），所有操作均符合動物倫理。

1.2 試劑及藥物

姜黃素，鏈脲佐菌素購自美國Sigma公司，SOD、MDA、GSH-Px檢測試劑盒均購自南京建成生物工程研究所，其他試劑均為國產分析純。

1.3 實驗方法

1.3.1 AD模型制備：側腦室立體定位注射鏈脲佐菌素[7]。

1.3.2 實驗分組

實驗大鼠隨機分成3組：對照組、AD模型組、Cur治療組，每組10只。治療組在AD造模后腹腔注射姜黃素（100mg/kg），每天一次，連續2周。對照組和模型組給予等體積的生理鹽水。

1.3.3 Morris水迷宮實驗：

姜黃素治療2周后進行水迷宮實驗，連續測試6天，實驗分為兩部分：定位航行試驗5天，第1天放在撤除平臺的池中游泳60s，適應水迷宮環境，第2天開始正式實驗，4個象限輪流作為入水點，大鼠面向池壁放入池中，記錄大鼠找到平臺的時間即逃避潛伏期，測試時間120s，若大鼠找到平臺或120s未找到平臺（逃避潛伏期為120s），測試者將其引導至平臺上，并停留30s，再行下次試驗。空間探索實驗1天，第6天撤除平臺，任選一入水點將大鼠放入池中，記錄60s內大鼠在池中的游泳路徑。

1.3.4 海馬組織生化指標檢測

行為學檢測完成后，處死大鼠，取海馬組織進行勻漿，按照試劑盒操作說明書檢測SOD、MDA、GSH-PX等指標。

1.4 統計學方法

采用SPSS 19.0統計軟件進行分析。數據用■±SEM表示，水迷宮潛伏期數據采用重復測量方差分析，多組樣本均數比較采用方差齊性檢驗，組間比較用單因素方差分析，方差齊者用LSD法，方差不齊者用Tamhanes T2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 定位航行實驗

隨著檢測次數的增加，各組大鼠逃避潛伏期呈縮短趨勢。1-4 d AD模型組平均逃避潛伏期與對照組相比，均明顯延長（P<0.01）;2-4 d Cur治療組較AD模型組逃避潛伏期時間明顯縮短（P<0.01），但與對照組相比，差異無統計學意義（P>0.05）（表1）。

2.2 空間探索實驗

由表2可見，與對照組相比，AD模型組在目標象限停留時間較短（20.47±3.82，P<0.01），穿越平臺次數較少（1.82±0.92，P<0.01）;與AD模型組相比，Cur治療組在目標象限停留時間較長（28.15±3.17，P<0.01），穿越平臺次數增多（3.14±0.79，P<0.01）。表明Cur能夠改善AD大鼠的學習和記憶能力。

2.3 姜黃素對AD大鼠海馬組織SOD、GSH-Px活性及MDA含量的影響

如圖1-圖3所示，與對照組相比，AD模型組大鼠海馬組織MDA（P<0.01）含量顯著增高，SOD（P<0.01）及GSH-Px（P<0.01）活性明顯降低;與AD模型組相比，姜黃素治療組大鼠海馬組織中MDA（P<0.01）含量明顯降低;SOD（P<0.01）及GSH-Px（P<0.001）活性顯著升高，差異有統計學意義。

3 討論

AD是最常見的中樞神經系統退行性疾病，主要病理變化包括大腦皮質彌散性萎縮、神經原纖維纏結以及老年斑形成等改變，以進行性認知和記憶功能障礙為主要臨床癥狀。目前尚無有效的治療措施，因此尋找能夠防治AD的有效藥物具有重要的社會意義。作為天然植物的提取物，姜黃素具有毒性低、不良反應小、藥源廣、價廉、服用方便等特點，能通過多種途徑對AD發揮治療作用，因此在臨床上具有良好的應用價值及發展前景。

本實驗采用Morris水迷宮檢測各組大鼠的學習和記憶能力，結果顯示，與對照組相比，AD模型組大鼠逃避潛伏期時間更長，在目標象限停留時間縮短，穿越平臺次數較少;與AD模型組大鼠相比，姜黃素治療后逃避潛伏期時間明顯縮短，在目標象限停留 時間延長，穿越平臺次數明顯增多，提示姜黃素能夠改善AD模型大鼠的學習和記憶能力。通過對海馬區氧化應激指標的檢測發現，AD模型大鼠海馬組織中MDA含量升高，SOD和GSH-Px活性降低，給予姜黃素治療后，SOD和GSH-Px的活性明顯升高，MDA含量顯著降低，提示姜黃素可能通過抑制氧化應激過程發揮保護作用，進而改善AD模型大鼠的學習和記憶能力。

【參考文獻】

[1]Lin L，Zheng LJ，Zhang LJ.Neuroinflammation，Gut Microbiome，and Alzheimer's Disease[J].Mol Neurobiol.2018，55：8243-8250.

[2]陳鑫.姜黃素對阿爾茨海默病小鼠學習記憶能力及海馬細胞的影響.中國老年學雜志[J].2016，36：6056-6058.

[3]葉莉莎，韓園，劉啟星等.姜黃素對阿爾茨海默病大鼠學習記憶及HMGB1和JNK表達的影響.中國病理生理雜志[J]. 2014，30（6）：1114-1118.

[4]楊融輝，張寧.姜黃素對阿爾茨海默病作用機制的研究進展.東南大學學報（醫學版）[J].2015，34（1）：152-155.

[5]Vina J，Lloret A，Alonso D，et al.Molecular bases of the treatment of Alzheimer's disease with antioxidants：prevention of oxidative stress[J].Mol Aspects Med，2004;25（1-2）：117-23.

[6]方威，胡國章，劉乃杰.阿爾茨海默病與氧化應激的研究進展.中國老年學雜志[J].2017，37（20）：5205-5207.

[7]Liu P，Zou L，，Jiao Q，et al.Xanthoceraside attenuates learning memory deficits via improving insulin signaling in STZ-induced rats[J].Neurosci Lett，2013，543：115-120.

※基金項目：江西省教育廳項目（GJJ13686）;江西省衛生廳科技項目（20122032）。

作者簡介：溫二生，49歲，男，漢族，江西于都人，碩士，副教授，贛南醫學院生理學教研室，主要從事神經退行性疾病發病機制的研究。

*通訊作者：溫二生，生理學副教授，主要從事神經退行性疾病發病機制的研究。