基于突触可塑性研究远志及远志寡糖酯在开心散改善认知功能中的作用及机理

β-amyloid deposition and synaptic loss are the key targets for the destruction of synaptic plasticity and the cognitive decline in AD patients. Kai Xin San has the significant ability of anti-dementia, but its active ingredients and the mechanism are not clear.Previous studies showed the chemical components absorbed into the blood of rat are mainly come from Radix Polygalae, and the concentration of oligosaccharide esters of Radix Polygalae are higher than other components,after oral administration of Kai Xin San. PK-PD study showed that oligosaccharide esters of Radix Polygalae is relatvie with inhibiting the activity of AChE and improvement of learning and memory. Therefore, we speculated that Radix Polygalae maybe the main drug and oligosaccharide esters of Radix Polygalae are the active ingredients in the improvement of Kai Xin San on cognitive function. This study is to observe the effects of Kai Xin San, Kai Xin San without Radix Polygalae, and oligosaccharide esters of Radix Polygalae on the cognitive impairments, β-amyloid deposition, neurons and synaptic structure and synaptic long-term potentiation (LTP) in the APP/PS1 transgenic mice,and the effects of the three serums of above drugs on the Aβ expressiion and morphorlogy function in APP695 transfected SH-SY5Y cells. By the comprehensive analysis of the role of drugs on biological regulatory networks of the synaptic plasticity,the effect and mechanisms of Radix Polygalae and its oligosaccharide esters in the improvement of cognitive function of Kai Xin San will be clarified.

β淀粉样蛋白（Aβ）与突触功能丢失是破坏突触可塑性,导致AD病人认知功能下降的关键环节。开心散具有显著的抗衰益智作用，但其活性成分和作用靶点不明确。本课题组前期研究发现，口服开心散后，被吸收入血的成分主要来自远志，特别是其寡糖酯成分的含量远高于其他成分，PK-PD结合研究表明远志寡糖酯可能与抑制乙酰胆碱酯酶,改善学习记忆有关。推测远志和其寡糖酯成分可能是开心散抗痴呆的主要药味和重要活性成分。本项目拟应用行为学、电生理、蛋白芯片、分子生物学等技术，观察开心散全方、去远志开心散及远志寡糖酯对APP/PS1转基因小鼠的学习记忆能力、Aβ沉积、神经元和突触结构、突触长时程增强（LTP）的影响。体外观察上述三种药物血清对转染人APP695基因的神经细胞的形态及Aβ产生的作用。围绕参与突触可塑性形成的生物调节网络,综合分析体内外研究结果，探究远志及远志寡糖酯成分在开心散抗痴呆中的作用和作用机制。

突触可塑性是学习记忆的神经基础，突触丢失与AD认知功能下降关系密切。本课题组前期研究发现，口服开心散后，被吸收入血的成分主要来自远志，特别是其寡糖酯成分的含量较高，推测远志及远志寡糖酯可能是开心散益智作用的重要药味和活性成分，而未见远志寡糖酯抗痴呆的报道。故本项目选用APP/PS1转基因小鼠和体外细胞模型，围绕突触可塑性观察开心散改善认知能力的作用及机制，并探究远志及远志寡糖酯在开心散改善认知功能中的作用。 研究结果提示，开心散连续给予3月龄雄性APP/PS1小鼠4个月，每天1次，可以明显改善APP/PS1小鼠的学习记忆能力和空间辨别能力，提高LTP；改善海马神经元及突触的病理变化；降低脑内Aβ1-42、p-Tau表达，增加突触可塑性相关蛋白PSD-95、AMPAR、Syn mRNA、P-CaMKII、AKT和BDNF的表达。同样方式给予去远志开心散有改善APP/PS1转基因小鼠的学习记忆能力的趋势，降低Aβ1-42、p-Tau表达，增加AKT、BDNF、PSD-95、Syn mRNA表达，改善神经元和突触结构病理变化，但不如开心散全方作用更显著。远志寡糖酯也能明显提高APP/PS1小鼠海马LTP，降低脑内Aβ1-42、p-Tau表达，明显增加BDNF、PSD-95、Syn mRNA、AKT表达，也有上调pCREB/CREB、AMPA、P-CaMKII表达的趋势。体外研究结果显示，开心散含药血清和远志寡糖酯有明显的抗Aβ诱导的SH-SY5Y细胞损伤，提高细胞存活率的作用，可能与保护线粒体，降低细胞氧化损伤和凋亡率有关。远志寡糖酯抗Aβ诱导的SH-SY5Y细胞损伤可能与上调AKT/CREB/BDNF有关。进一步研究发现远志寡糖酯具有改善东莨菪碱诱导及D-半乳糖诱导的小鼠学习记忆障碍的作用，可能与上调AKT/CREB/BDNF有关。综合分析结果，我们认为开心散可能通过调节CaMKII、AKT/CREB/BDNF信号通路，提高APP/PS1转基因小鼠认知能力，而远志和远志寡糖酯是开心散复方中重要药味和活性成分，参与了开心散改善认知的作用，为开心散用于治疗AD的物质基础及机制研究提供了实验依据。