【摘要】 目的:研究芹菜素對慢性間歇低氧幼鼠認知損害的保護作用。方法:八臂迷宮訓練成功的3~4周齡雄性SD幼鼠40只,隨機分空氣對照組(C組)、間歇低氧組(H組)、間歇低氧二甲基亞砜組(R組)、間歇低氧芹菜素+二甲基亞砜組(Q組)。間歇低氧2周后八臂迷宮測試全部幼鼠學習記憶能力。以透射電鏡觀察海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的超微結構變化。結果:與R組比,Q組參考記憶錯誤(RME)和總記憶錯誤(TE)顯著降低(P<0.05,P<0.01)。與C組比,H組RME、工作記憶錯誤(WME)和TE顯著增高(P<0.01,P<0.05,P<0.01)。電鏡下H組和R組海馬CA1區(qū)神經(jīng)細胞的形態(tài)、胞漿內的細胞器與正常細胞比較有明顯變化,Q組和C組無明顯變化。結論:芹菜素對于慢性間歇低氧幼鼠海馬神經(jīng)元具有保護作用,從而減輕慢性間歇低氧對幼鼠空間學習記憶能力的損傷。
【關鍵詞】 慢性間歇低氧 芹菜素 記憶 海馬 超微結構
Abstract: Objective: To explore the protective effect of apigenin in
immature rats treated with chronic intermittent hypoxia. Methods: Forty 3~4
week-old SD rats which have been trained to complete the 8-Arm (4-arm baited) radial maze were
randomly divided into air control(C) group, intermittent hypoxia(H) group, DMSO
control(R) group and apigenin + DMSO(Q) group. After 2 weeks intermittent
hypoxia, these immature rats were tested by 8-Arm (4-arm baited) radial maze to
measure spatial memory and the ultrastructure of hippocampal CAl neurons was
studied under electron microscope. Results: Compared with R group, Q group had
significantly less in reference memory error and total memory error (P<0.05,
P<0.01).Compared
with C group, H group had significantly reference,working and total
memory error, respectively(P<0.01, P<0.05, P<0.01).The nuclear membrane of hippocampal CAl
neurons in H group and R group were distorted compared with normal cells; Q
group and C group had no changes. Conclusion: Apigenin protects hippocampal
neuron in immature rats, and improves spatial learning and memory damaged by
chronic intermittent hypoxia.
Key words: chronic intermittent hypoxia; apigenin; memory; hippocampus;
ultrastructure
芹菜素是天然存在的一種黃酮類化合物,有研究顯示芹菜素對氧自由基、NO自由基等均有一定的**作用,可抑制導致細胞死亡的氧化作用,從而體現(xiàn)了神經(jīng)保護的作用[1]。但其應用于防治阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(OSAHS)兒童認知損害方面的報道較少。本試驗模擬OSAHS的病理生理基礎,建立慢性間歇低氧的幼鼠模型,并用芹菜素進行干預,采用八臂迷宮測試其學習記憶能力,以透射電鏡觀察海馬的神經(jīng)細胞超微結構,觀察芹菜素干預慢性間歇低氧幼鼠認知損害的效果并探討可能的作用機制。
1 材料和方法
1.1 動物與藥品 取體重為80~100
g健康雄性SPF級SD幼鼠(3~4周齡)50只,由溫州醫(yī)學院實驗動物中心提供,合格證號:SYXK(浙)2005-0061。芹菜素純度98%,批號:060313(購自陜西慧科植物開發(fā)有限公司);二甲基亞砜批號:040602(購自上海生工生物工程技術服務有限公司)。芹菜素配制方法:25
mg芹菜素+8
ml生理鹽水+40μl
DMSO,配成11.6×10-3μmol/L,于4
℃冰箱保存;溶劑配制方法:8
ml生理鹽水+40μl
DMSO,配成0.5%的溶劑,4
℃冰箱保存。
1.2 儀器 CYES-Ⅱ型氧、二氧化碳氣體測定儀由上海嘉定學聯(lián)儀表廠提供;間歇低氧艙和空氣模擬對照艙自制(主體由不銹鋼制成,艙蓋中間部分為玻璃;氣體鋼瓶、減壓閥、流量計、控制程序、繼電器、電磁閥、顯示器等組成控制系統(tǒng),間歇低氧艙125 cm×48 cm×24 cm大小,側壁上有4個進氣的單向閥,4個排氣的單向閥,空氣模擬對照艙大小60
cm×48 cm×24 cm大小,側壁上有2個進氣的單向閥,2個排氣的單向閥),電磁閥由寧波亞德客自動化工業(yè)有限公司提供,單片機選用臺灣華邦(Winbond)的W78E516B八位單片機,醫(yī)用壓縮氧氣(濃度>99.5%)和壓縮高純度氮氣(濃度>99.99%)由溫州市醫(yī)用氧廠提供;LKB2088型超薄切片機、H-7500型透射電鏡由日本日立公司提供,八臂迷宮,迷宮距地面高40 cm,中間八邊形平臺直徑30 cm,向四周以等角度和等長度延伸八條臂(50 cm×12 cm,圍以40 cm高的墻,在每個臂的頂端有一個強化用的食物杯,直徑2 cm,深1 cm);迷宮用飼餌由浙江大學醫(yī)學院藥理學教研室提供。
1.3 八臂迷宮試驗 在放迷宮的房間四周安放一些明顯的視覺標志。訓練前先將50只幼鼠餓至原體重的85%左右,訓練時早晚各給2粒和3粒飼料,在訓練過程中保持該體重。然后在迷宮中適應2 d,每天訓練一次,適應時2只幼鼠同時置于迷宮中,自由活動和攝取飼餌15 min。每次八臂迷宮的試驗時間控制在5 min內,如果超出5
min當作訓練不成功,**天接著訓練,每天訓練2次,如果在10 d內還不行達到訓練成功的標準,就淘汰出試驗組。本實驗參照Huang YW等[2]方法進行訓練。連續(xù)5次訓練錯誤選擇次數(shù)為1次或1次以下,同時WME必須為零,認為訓練成功,10
d后成功40只。
1.4 動物模型建立及分組 參照McGuire M、Gozal D等[3,4]方法建立慢性OSAHS動物模型。取迷宮訓練成功幼鼠40只,隨機分為C組、H組、R組和Q組,每組各10只。H、R、Q組置于常壓間歇低氧艙內。90
s為一次低氧-復氧循環(huán),以0.3
kPa壓力通氮氣30
s、停30
s,25
L/min流量通氧氣12
s、停18
s,在停止通氣階段由連接的測氧儀分別測間歇低氧艙內的氧濃度高值、低值和二氧化碳濃度。低氧時氧濃度控制在7.8%左右,復氧時氧濃度控制在21.0%左右,CO2濃度始終<0.01%,濕度為(50±10)%。每天7.5
h(8:50~16:20)。C組幼鼠置于同等條件下的空氣模擬對照艙,通壓縮空氣,與間歇低氧艙由同一單片機程。Q組幼鼠每天于常壓低氧前30 min腹腔注射25 mg/kg[5]用二甲基亞砜溶解的芹菜素(這個劑量不會影響幼鼠一般的活動能力,可以更客觀地評價該藥對幼鼠運動行為的影響)。R組則注射同量二甲基亞砜+生理鹽水。幼鼠自由活動,不限飲食,實驗時間為2周。
實驗過程中,白天各艙上面均蓋厚布,使艙內保持黑暗,模擬黑夜,幼鼠進入睡眠狀態(tài)。每天間歇低氧結束后,幼鼠出艙,置于日光燈下,模擬白天,自由活動,飲食不限。試驗結束前使幼鼠保持饑餓狀態(tài),低氧結束當日迷宮測試,整個測定過程同訓練過程一致。