灵芝多糖-卵蛋白-灵芝酸复合纳米营养物对学习记忆功能的改善及其机理研究

Nanotechnology is a new technology of understanding， controlling， and manipulating matters at the nanolevel. In the last decade, nanofood had already been produced due to improving the handling, stability and efficacy of these products.The polysaccharide-ovalbumin-acid nanonutrient (POAN) was prepared and the preliminary exploration in its improvement of the learning-memory ability was carried out in our previous study. However, the efficacy and mechanism for improvement of learning-memory ability in rats are still unknown. Therefore,in order to investigate the neuroprotective action of POAN and interpret the underlying mechanism, the influence of POAN on the learning and memory of rats was examined using the Morris water maze test in the present study. The proteins and genes expression of glutamate receptor, Ng, PKC and CaMKII were determined by RT-qPCR and western blot. The changes of the field-EPSP and the induction of LTP were detected by electrophysiology.Based on the obtained data, a molecular dynamics simulation on the spatial relationship of POAN and glutamate receptor and the binding sites between the functional groups and targeting proteins were analyzed with Gromacs software, which imply the potential mechanism of POAN on the improvement of learning-memory ability.

纳米技术是在食品领域已有应用的一项新技术。食品纳米化后，其生物利用率会变的更好、稳定性更高。在前期研究中，我们制备得到了POAN，并对它改善学习记忆能力的功能进行了初步的探讨，但是它的作用效果和机理尚不清楚。因此，我们拟建立衰老大鼠模型，用Morris水迷宫试验检测POAN对动物学习记忆能力的作用。采用RT-qPCR和western blot方法检测谷氨酸受体、Ng、PKC和CaMKⅡ的蛋白和mRNA表达情况，以阐明POAN对谷氨酸受体、Ng、PKC和CaMKII信号转导途径的影响。用电生理学检测比较海马区场兴奋性突触后电位幅度变化，研究 POAN诱导大鼠海马LTP的产生。最后，应用计算机模拟技术分析POAN和谷氨酸受体之间的空间关系，探索其功能基团或者分子空间构象和谷氨酸受体结合位点的规律，从而阐明POAN改善学习记忆能力的机理，为提高学习记忆能力的膳食干预提供科学的依据。

纳米技术是在食品领域已有应用的一项新技术。食品纳米化后，其生物利用率会变的更好、稳定性更高。在前期研究中，我们制备得到了POAN，并对它改善学习记忆能力的功能进行了初步的探讨，但是它的作用效果和机理尚不清楚。因此，我们拟建立衰老大鼠模型，用Morris水迷宫试验检测POAN对动物学习记忆能力的作用，发现POAN剂量越高大鼠学习记忆效果越好；采用RT-qPCR方法检POAN对海马GluR2、NR2B、mGluRs的mRNA表达影响，发现高剂量纳米组大鼠的NR2B mRNA表达明显高于对照组，确认POAN是通过调控NMDA受体的表达提高了大鼠学习记忆能力；通过Western Blot检测POAN对大鼠海马GluR2、NR2B、mGluRs 的蛋白表达的情况，发现纳米组大鼠海马区的NR2B含量显著上升，同时纳米组大鼠海马区的GluR2含量有一定程度的上升，但纳米组大鼠海马区的mGluRs的含量变化不显著，阐明了POAN促进NMDA表达的内在机制，并说明了POAN对谷氨酸代谢型受体的影响不明显。在POAN对海马Ng、PKC和CaMKII信号转导途径的影响实验中，发现POAN对三个信号通路都有一定的影响，但是对PKC的影响显著大于Ng和CaMKII，说明POAN主要通过PKC起作用；通过电生理学检测LTP产生的实验中，发现经过POAN处理后，大鼠海马齿状回LTP的形成受到明显的促进，在接受象征学习信号的HFS后，大鼠海马齿状回群峰电位幅值增强，明显高于对照组。最后，应用计算机模拟技术分析POAN和NMDA受体NR2B亚单位结合的情况，解释了NR2B受POAN的影响数量明显上升的内在机理。本研究基本阐明了POAN改善学习记忆能力的机理，为提高学习记忆能力的膳食干预提供了科学的依据。