蛇床子素对帕金森病防治作用的基础研究

论文摘要

帕金森病（Parkinson’s disease PD）是影响中老年人身体健康的主要神经退行性疾病,其病因仍然不清。左旋多巴一直是治疗PD的经典药物。然而,左旋多巴在连续用药后会发生诸多副作用,而且左旋多巴治疗并不能延缓多巴胺神经元的进行性死亡。因此,临床上急需研究疗效好、副作用小的治疗PD的药物。许多研究证实中药治疗PD的效果是确切的,但都为复方制剂,用量大,作用机理和有效成分均不十分清楚。因此,研究疗效可靠的中药单体药物及其作用机理具有重要的临床应用意义。中药蛇床子是伞形科植物蛇床Cnidiumm monnier（L.）Cusson的干燥成熟果实,具有开窍祛痰、醒神益智、理气活血等功效,在治疗帕金森病的中药复方中频繁出现。现代研究表明,蛇床子可增强脑细胞耐缺氧能力、改善脑循环,并有减少自由基损害的作用。蛇床子素（Osthole,OST）是蛇床子中最重要的活性单体成分,是一种很好的天然抗氧剂,具有抗氧化、抗衰老、抗血栓、促进学习记忆的作用。但其对帕金森病的治疗作用和机理方面的研究尚未见报道。针对临床需要,本文对蛇床子中OST进行了深入研究,为将其开发成防治PD的新药奠定了理论基础。第一部分蛇床子中OST的提取分离方法研究目的:建立一种方便、高效的从蛇床子中提取分离有效成分OST的方法。方法:分别采用有机溶剂萃取法、微波萃取和浊点萃取法从蛇床子中提取OST,再取蛇床子提取物用无水乙醇进行多次重结晶纯化,最后得到OST纯品（纯度>98%）。结果与结论:首次采用环保型液液萃取技术-浊点萃取法提取OST,并对其进行了HPLC定量分析。经三种方法比较,浊点萃取法萃取率最高。中药传统的提取法多为有机溶剂萃取,均不同程度地存在有机溶剂用量大、处理时间长、步骤多、杂质多、环境污染严重等缺点。而浊点萃取法不使用有机溶剂,克服了以上缺点。本实验证明浊点萃取法代替传统有机溶剂提取工艺提纯OST效率和纯度高,且有较高重现性。第二部分OST体内药代动力学的研究目的:测定给药后大鼠血浆和脑中OST浓度的动态变化及药动学参数。考察OST透过血脑屏障的行为,为OST的临床合理用药提供可靠依据。方法:取SD大鼠灌胃OST 40.0 mg/kg后,在给药后不同的时间点采取血浆和脑组织,经浊点萃取处理后,经HPLC测定药物含量。平均药物含量-时间数据用DAS 2.0程序拟合,按非房室模型的统计矩法进行统计。结果:大鼠灌胃OST的药代动力学特点符合一级消除的二室开放模型,主要血浆药代动力学参数分别Cmax:2.72μg/mL;t1/2:5.26h;AUC0-t:10.49μg/h/mL;AUC0-∞:11.27μg/h/mL;tmax:0.56h。脑组织中OST达峰时间为0.56h,即在脑和血浆中同时达到峰值浓度,Cmax:1.06μg/mL,且其浓度在0.5-6h内没有显著性变化,其药物下降幅度仅为48%。结论:1.浊点萃取法应用于OST体内药代动力学的研究中样品的预处理过程方法简便、可行。2.从时间-浓度曲线中观察到血浆中OST迅速分布,且消除较缓慢,说明OST能透过血脑屏障,且能在脑组织中停留较长时间。第三部分OST对MPTP诱导C57BL小鼠PD的保护作用初步研究目的:观察OST对MPTP诱发PD模型小鼠的行为学及多巴胺能神经元的影响,以探讨OST对黑质多巴胺能神经元的保护作用。方法:小鼠随机分为模型组、美多芭组、OST高（100 mg/kg）、中（50 mg/kg）、低剂量（25 mg/k）三组,另设正常对照组。腹腔注射MPTP复制PD小鼠模型,在造模前5d灌胃OST,连续13d持续到造模结束,并观察OST对小鼠协调运动能力、TH阳性神经元细胞数及黑质多巴胺含量的影响。结果:OST高、中剂量组、美多芭组给药第2d后小鼠的协调运动能力均有不同程度恢复,与模型组比较（P<0.05）;低剂量OST对PD小鼠协调运动能力改善不显著（P>0.05）,模型组小鼠与治疗前比较协调运动能力有显著降低（P<0.05）,正常组小鼠行为则无变化;免疫组化显示OST高、中剂量脑黑质TH阳性神经元数量高于模型组（P<0.05）,而低于美多芭组（P<0.05）,但均低于正常组（P>0.05）;高效液相色谱-电化学检测结果表明,模型组大鼠中脑DA、DOPAC、HVA含量均低于OST高、中剂量组、美多芭组（P<0.05或P<0.01）,但均低于正常组。低剂量OST的DA、DOPAC和HVA含量与模型组比较差异不显著。结论:OST可通过减轻PD模型小鼠脑黑质细胞的受损程度,促进其修复,并升高DA、DOPAC及HVA水平和改善协调运动能力以达到防治帕金森病的作用。第四部分OST对PC12细胞氧化应激损伤模型保护作用研究目的:利用H2O2造成PC12细胞直接氧化应激损伤,探讨OST在神经细胞中的抗氧化机制。利用观测MPP+介导的PC12细胞间接氧化应激损伤程度,探讨OST在神经细胞中的抗凋亡机制。方法:以神经毒素MPP+和H2O2诱导PC12细胞凋亡即为PD体外细胞模型。采用形态学观察、荧光染色、透射电镜超微结构分析、流式细胞技术、DNA片断化、RT-PCR和Western blot蛋白印迹技术,在抗氧化、抗凋亡等方面,探讨OST保护PC12细胞氧化应激损伤的作用机制。结果:1.在H2O2介导的PC12细胞直接氧化应激损伤模型中,OST剂量依赖地减少了细胞中LDH的漏出;通过细胞核的形态观察以及流式细胞仪的分析,OST可以减少H2O2介导的PC12细胞凋亡性死亡;OST抗H2O2氧化应激损伤的保护作用与细胞内SOD、CAT、GSH-Px和MDA等抗氧化酶的活性密切相关。2.在MPP+介导的PC12细胞间接氧化应激损伤模型中,LDH分析证明能够保护质膜的完整性而抑制MPP+介导的LDH漏出;形态观察及流式细胞仪的分析,同样证实OST可显著抑制MPP+介导的细胞凋亡;而且,OST能够剂量依赖地降低凋亡/坏死细胞的比例。OST抑制MPP+介导的细胞凋亡可通过阻止膜电位（MMP）的丧失,抑制ROS的产生,减少GSH的耗竭,促进SOD和CAT的激活和上调Bcl-2蛋白的表达,降低Bax/Bcl-2的比率,抑制Caspase-3激活和Cytochrome C的释放及下调核转录因子NF-кB P65蛋白。结论:1.在受活性氧（ROS）介导的氧化应激损伤时,OST可以有效的保持PC12细胞内的抗氧化防御体系处于正常的水平,从而抑制细胞的功能衰蝎而死亡。2. OST可能通过调节线粒体的通透性而抑制氧化应激所致的细胞凋亡。结论和意义:1.本课题首次将浊点萃取法应用于蛇床子中有效成分OST的提取分离和体内药代动力学研究中样品的预处理过程,并分别进行了实验优化,结果表明,该方法间便、高效、环保、适于规模操作,是一种非常有前途的分离和样品预处理方法。2.首次证明OST对MPTP所致PD模型小鼠的行为有明显改善作用,并对MPTP所致小鼠脑中多巴胺及其代谢产物的降低有提高作用,并可保护H2O2和MPP+介导的PC12细胞氧化应激引起的损伤和凋亡。通过体内、外实验研究,首次从细胞和分子水平阐明OST治疗PD的作用机制,即OST的治疗作用与维持线粒体膜电位,相应保持线粒体正常功能,抑制线粒体凋亡途径的激活及调节细胞凋亡相关蛋白的表达有关。该研究结论不仅为OST的新药创制提供实验依据,同时澄清了中药蛇床子可用于治疗PD的物质基础。

论文目录

• 缩略语表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 参考文献
• 文献回顾
• 1 OST 的药理作用研究进展
• 2 PD 发病机制研究进展
• 3 PD与氧化应激的关系
• 4 小结
• 参考文献
• 正文
• 第一部分 蛇床子中蛇床子素提取分离的方法研究
• 1 引言
• 2 实验材料
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 5 讨论
• 6 小结
• 参考文献
• 第二部分 OST 体内药代动力学的研究
• 1 引言
• 2 实验材料
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 5 讨论
• 6 小结
• 参考文献
• 第三部分 体内药效学研究--OST 对MPTP 诱导C57BL 小鼠PD 的保护作用初步研究
• 1 引言
• 2 实验材料
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 5 讨论
• 6 小结
• 参考文献
• 第四部分 体外药效学研究--OST 对PC12 细胞氧化应激损伤模 型保护作用研究
• 实验一 多巴胺能PC12 细胞的氧化应激损伤模型的建立
• 1 引言
• 2 实验材料
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 5 讨论
• 6 小结
• 参考文献
• 实验二 OST 对H2O2损伤PC12 细胞的保护作用
• 1 前言
• 2 实验材料
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 5 讨论
• 6 小结
• 参考文献
• 实验三 OST 对MPP+诱导的PC12 细胞的保护作用
• 1 引言
• 2 实验材料
• 3 实验方法
• 4 实验结果
• 5 讨论
• 6 小结
• 参考文献
• 全文总结
• 个人简历和研究成果
• 致谢