铝纳米颗粒致海马损伤中胍丁胺保护作用的体视学研究

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 6.9

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  为探究胍丁胺对 Al-NP 诱导的记忆障碍及海马神经退行性变的保护作用,研究人员通过 NOR 测试、体视学分析及 Western blot 等技术,发现 10 mg/kg 胍丁胺可改善记忆、保护海马结构并调控凋亡标志物,为 Al 相关神经退行性疾病防治提供新方向。

  阿尔茨海默病(AD)作为一种常见的神经退行性疾病,严重威胁人类健康。铝(Al)暴露与 AD 的关联一直备受关注,尤其是铝氧化物纳米颗粒(Al-NP)因其粒径小、生物利用度高,神经毒性远高于块状铝,可导致海马损伤、神经元丢失和认知功能下降。然而,如何有效减轻 Al-NP 诱导的神经毒性仍是亟待解决的科学问题。在此背景下,伊朗设拉子医科大学的研究人员开展了相关研究,旨在探讨胍丁胺(一种具有神经保护特性的多胺)对 Al-NP 诱导的小鼠海马神经毒性的保护作用,该研究成果发表在《Biomedicine》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:将雄性瑞士(SWR/J)小鼠随机分为对照组、Al-NP 组、Al-NP + 胍丁胺 5 mg/kg 组和 Al-NP + 胍丁胺 10 mg/kg 组。通过新型物体识别(NOR)测试评估认知功能,运用体视学分析量化海马体积及 CA1 和齿状回(DG)亚区的体积和细胞数量,并通过蛋白质印迹法(Western blot)分析 cleaved caspase-3、Bax 和 Bcl-2 的表达以评估细胞凋亡情况。

3.1 胍丁胺预防 Al-NP 诱导的新型物体识别记忆障碍


NOR 测试结果显示,Al-NP 组小鼠的辨别指数(DI)显著低于对照组,表明其识别记忆受损。而 10 mg/kg 胍丁胺共处理组的 DI 较 Al-NP 组显著改善,5 mg/kg 剂量则无明显效果。各组总探索时间无显著差异,说明处理未影响小鼠的一般探索行为或运动活动。

3.2 胍丁胺减轻 Al-NP 诱导的 CA1 和齿状回亚区体积减少


体视学分析表明,Al-NP 暴露使 CA1 体积较对照组减少 16.8%,DG 体积减少 17.2%。10 mg/kg 胍丁胺共处理可使 CA1 体积较 Al-NP 组增加 12.1%,DG 体积增加 24.4%,显著减轻了海马亚区的体积损失。

3.3 胍丁胺减少 CA1 和 DG 区神经细胞丢失


Giemsa 染色和体视学分析显示,Al-NP 处理小鼠的 CA1 和 DG 区神经元密度降低、形态异常,而 10 mg/kg 胍丁胺共处理可改善神经元形态并恢复细胞数量。Al-NP 使 CA1 锥体神经元数量减少 17.9%,DG 颗粒细胞减少 24.3%,胍丁胺则分别使两者数量显著增加 18.4% 并完全阻止 DG 细胞减少。

3.4 胍丁胺防止 Al-NP 诱导的海马总体积丢失


三维重建和体视学分析显示,Al-NP 组海马总体积较对照组减少 20.4%,10 mg/kg 胍丁胺共处理使其体积较 Al-NP 组增加 13.7%,显著减轻了海马萎缩。

3.5 胍丁胺减少 Al-NP 诱导的海马细胞凋亡


Western blot 结果显示,Al-NP 暴露显著增加海马 cleaved caspase-3 水平及 Bax 表达,降低 Bcl-2 表达,使 Bax/Bcl-2 比率升高,激活内源性凋亡途径。10 mg/kg 胍丁胺则显著降低 cleaved caspase-3 表达,恢复 Bcl-2 水平并降低 Bax/Bcl-2 比率,发挥抗凋亡作用。

研究结论表明,胍丁胺通过下调 cleaved caspase-3 及调节 Bax/Bcl-2 信号通路,减轻记忆缺陷、防止神经元丢失并抑制细胞凋亡,对 Al-NP 诱导的海马毒性具有强大的神经保护作用。这些结构和分子层面的改变是其认知益处的基础。鉴于海马萎缩在 AD 中的重要作用,胍丁胺有望成为预防 Al 相关神经退行性变和 AD 进展的潜在候选药物。该研究为铝暴露相关神经毒性的防治提供了新的思路和实验依据,但其长期效应及性别差异等仍需进一步研究。

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