β-细辛醚抑制缺氧诱导因子-1α改善阿尔茨海默病的作用研究

Alzheimer's disease (AD) is the multiple neurodegenerative brain disease of old age. Abnormal cortex, hippocampus and other cholinergic neuronal injury in brain regions led by Aβ deposition is the main pathological mechanisms. In recent years, the relationship between cerebral ischemia and hypoxia with AD, Aβ metabolism draws growing concern. Studies show that hypoxia-inducible factor 1(HIF-1) can enhance BACE1 transcription and cause abnormal deposition of Aβ under cerebral ischemia and hypoxia. Our previous study has found that the main component of volatile oil β-asarone can significantly improve learning and memory function in AD rats, including anti-lipid peroxidation and protection from cerebral ischemia reperfusion injury. We hypothesized that β-asarone probably inhibited the expression of HIF-1α during hypoxia-ischemia, making the expression of HIF-1, BACE1 downward, thus decreasing the production of Aβ. The project intends to build AD rat model by an adoption of bilateral carotid artery occlusion combining with lateral ventricle injected by Aβ1-42 , observe learning and memory ability of rats and their cerebral blood flow, and detect antioxidant enzyme activity , Ca2+ levels, HIF-1α, APP, BACE1, β-secretase activity, Aβ deposition in corresponding brain areas. The aim of the study is to reveal preventive mechanism of β-asarone on AD and provide the basis for further research and application.

阿尔茨海默病（AD）是老年人多发的脑部神经退行性疾病，Aβ异常沉积导致皮层、海马等脑区胆碱能神经元损伤是其主要病理机制。近年来脑缺血缺氧与AD、Aβ代谢的关系日益受到关注。研究表明，在脑缺血缺氧条件下，缺氧诱导因子1（HIF-1）能增强BACE1转录，引起Aβ异常沉积。课题组前期研究发现，石菖蒲挥发油主要成分β-细辛醚能显著改善AD大鼠学习记忆功能，有抗脂质过氧化、保护脑缺血再灌注损伤作用。我们推测β-细辛醚可能是通过抑制缺血缺氧过程中HIF-1α的表达，使HIF-1、BACE1的表达下调，从而使Aβ生成减少。本项目拟采用双侧颈总动脉闭塞联合侧脑室注射Aβ1-42建立大鼠AD模型，观察大鼠学习记忆能力、脑局部血流量，检测相应脑区的抗氧化酶活性、Ca2+水平、HIF-1α、APP、BACE1、β-分泌酶活性、Aβ沉积等，初步揭示β-细辛醚防治AD的作用机制，为进一步研究与应用提供依据。

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）是一种以进行性记忆减退、认知功能障碍为特征的神经退行性疾病，已成为老年人群中继心血管病、肿瘤和脑卒中之后的第四大死亡因素。AD的发病机制至今仍未阐明，临床上对于该病的治疗疗效不尽如人意，甚至无效。因此寻找如何阻止或者逆转AD的发生发展仍是医学界亟待解决的重要课题。越来越多的研究表明脑缺血与AD密切相关，能导致AD的发生发展。因此本研究采用侧脑室注射Aβ1-42联合双侧颈总动脉结扎（2-VO）建立AD大鼠模型，研究探讨β-细辛醚对其的保护作用及作用机制，为β-细辛醚防治AD 提供依据。. 本项目主要开展了以下两方面的研究：（1）侧脑室注射Aβ1-42联合2-VO诱导AD大鼠模型的研究。（2）研究β-细辛醚对侧脑室注射Aβ1-42联合2-VO AD 模型大鼠的保护作用及作用机制。. 研究结果表明：（1）大鼠双侧侧脑室分别注入Aβ1-42 3.5μL（1μg/μL）联合2-VO致AD大鼠模型在学习记忆能力、局部脑血流量、胆碱能系统、海马组织病理学和p-tau蛋白等方面能较全面表现AD临床行为和病理特征，是比较理想的AD大鼠模型。（2）Aβ1-42联合2-VO制备的AD模型大鼠，其血清中CAT和SOD 水平显著降低，MDA 和 LPO 水平显著升高；大鼠海马APP、Tau 、HIF-1α阳性表达均明显升高，HIF-1α、BACE、APP和P- tau蛋白表达水平显著升高。β-细辛醚给药4周后，大鼠的逃避潜伏期缩短，穿越平台次数增多；局部脑血流量增多，脑缺血症状得到缓解；病理状态较AD模型组减轻；大鼠血清的CAT和SOD 水平显著升高，血清 MDA 和 LPO 水平显著降低；大鼠海马APP、Tau 阳性表达均明显降低，BDNF阳性表达则显著升高；大鼠海马组织 HIF-1α、BACE、APP和P- tau蛋白表达水平显著降低。研究表明，β-细辛醚能有效缓解Aβ1-42联合2-VO所致的AD模型大鼠的学习能力下降、脑缺血及海马神经元损伤及Aβ沉积等症状。 其作用机制可能是β细辛醚通过提高机体抗氧化能力，降低体内的活性氧类物质，从而降低 HIF-1α水平，减少APP及BACE1的生成，抑制Aβ的产生和tau 蛋白的磷酸化从而起到延缓AD作用。