《Nutrients》:Prunus domestica L. Fruit Extract Mitigates the Depletion of Rat Hippocampal Neurogenesis and Memory Deficits Observed in a D-Galactose-Induced Aging Rat Model
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背景/目的:氧化损伤和脑部炎症的累积在衰老相关的记忆损伤中发挥作用。D-半乳糖(D-gal)是一种单糖,通过促进氧化损伤和神经炎症用于诱导大鼠衰老模型。欧洲李(Prunus domestica L.,PD)含有高水平的黄酮类化合物,具有抗氧化、抗炎、神经保护和
背景/目的:氧化损伤和脑部炎症的累积在衰老相关的记忆损伤中发挥作用。D-半乳糖(D-gal)是一种单糖,通过促进氧化损伤和神经炎症用于诱导大鼠衰老模型。欧洲李(Prunus domestica L.,PD)含有高水平的黄酮类化合物,具有抗氧化、抗炎、神经保护和抗衰老特性。本研究利用D-gal诱导的衰老大鼠模型,探讨了PD果实提取物对记忆、血管相关细胞增殖、未成熟神经元以及齿状回(dentate gyrus,DG)神经元存活的影响。方法:将48只两月龄雄性Sprague–Dawley(SD)大鼠随机分为8组:溶媒组(0.9%生理盐水)、D-gal组(50 mg/kg)、PD组(75、100和150 mg/kg),以及D-gal(50 mg/kg)与PD(75、100或150 mg/kg)联合给药组。采用新物体位置(novel object location,NOL)测试评估空间记忆。通过免疫荧光染色检测Ki-67/大鼠内皮细胞抗原-1(rat endothelial cell antigen-1,RECA-1)和5-溴-2′-脱氧尿苷/神经元核蛋白(5-bromo-2′-deoxyuridine/neuronal nuclear protein,BrdU/NeuN)的共定位以及双皮质素(doublecortin,DCX),评估海马神经发生和DG中的血管相关细胞增殖。结果:单独接受D-gal处理的大鼠未表现出对新位置的显著偏好。此外,D-gal处理减少了海马中Ki-67、Ki-67/RECA-1、BrdU/NeuN和DCX阳性细胞的数量。相反,联合给予PD果实提取物与显著的新位置偏好相关,并且该处理也减弱了D-gal引发的细胞标志物减少。结论:这些发现表明,PD果实提取物对D-gal诱导的脑衰老具有神经保护作用,可能保持大鼠的空间记忆相关行为。
本文解读了一项关于欧洲李(Prunus domestica L.,PD)果实提取物在D-半乳糖(D-gal)诱导的加速衰老大鼠模型中发挥神经保护作用的研究。该研究聚焦于空间记忆和海马神经发生的多个阶段,旨在弥补既往研究仅关注识别记忆和细胞增殖的不足。
衰老是自然过程,伴随神经元丢失、脑容量减少和突触退化,其机制涉及活性氧(reactive oxygen species,ROS)过度产生、氧化应激和神经炎症。海马齿状回(dentate gyrus,DG)颗粒下层(subgranular zone,SGZ)的成年神经发生与学习记忆密切相关。D-gal是一种单糖,其慢性给药可加速脑衰老表型,造成认知障碍和海马功能障碍,是常用的衰老动物模型。PD果实富含酚类和黄酮类化合物,具有抗氧化、抗炎和神经保护活性。已有研究显示,PD果实提取物可改善D-gal诱导衰老大鼠的识别记忆并增加海马细胞增殖,但对其空间记忆及神经发生各阶段的作用尚不清楚。因此,研究人员在D-gal诱导衰老模型中考察了PD果实提取物对空间记忆、血管相关细胞增殖、未成熟神经元及神经元存活的影响。
研究使用了48只雄性SD大鼠(8周龄,280–300 g),随机分为8组,每组6只,分别接受溶媒、D-gal(50 mg/kg)、PD(75、100、150 mg/kg)或D-gal联合PD处理,持续8周。空间记忆通过新物体位置(novel object location,NOL)测试评估;海马神经发生通过免疫荧光染色检测Ki-67/RECA-1(血管相关细胞增殖)、DCX(未成熟神经元)和BrdU/NeuN(新生神经元存活)标志物。统计分析采用双因素方差分析。
研究结果如下:
3.1 D-半乳糖与PD果实提取物对记忆损伤的影响:NOL测试显示,各组运动距离无差异,排除运动功能干扰。溶媒、PD及D-gal联合PD组大鼠在选择阶段对新位置的探索时间显著长于熟悉位置,偏好指数(preference index,PI)显著高于50%机会水平;而D-gal组未表现出显著位置偏好,表明D-gal诱导了空间记忆损伤,PD果实提取物可改善这一损伤。
3.2 D-半乳糖与PD果实提取物对血管相关细胞增殖的影响:D-gal组总Ki-67阳性细胞、血管相关Ki-67/RECA-1阳性细胞及非血管相关Ki-67阳性细胞数量均较溶媒组显著减少。PD果实提取物(75、100、150 mg/kg)与D-gal联合给药能显著逆转这些减少,提示PD可促进海马DG的细胞增殖,尤其是血管相关增殖。
3.3 D-半乳糖与PD果实提取物对发育中神经元细胞的影响:D-gal组DCX阳性细胞数量较溶媒组显著降低,表明未成熟神经元减少。与D-gal组相比,PD联合给药组的DCX阳性细胞数量显著升高,说明PD能改善D-gal抑制的神经元分化过程。
3.4 D-半乳糖与PD果实提取物对神经元存活的影响:D-gal组BrdU/NeuN阳性细胞数量显著低于溶媒组,提示新生神经元存活减少。PD联合给药组(75、100、150 mg/kg)的BrdU/NeuN阳性细胞数均显著高于D-gal组,表明PD可促进D-gal环境下新生神经元的存活。
讨论部分指出,D-gal通过增强氧化应激和神经炎症导致神经发生受损,而PD果实提取物可能凭借其抗氧化和抗炎成分,如酚类、黄酮、花青素和绿原酸等,促进血管微环境支持、维持神经元分化和存活,从而改善空间记忆。研究也承认其局限性,包括未进行盲法行为学评估和细胞计数、未解析粗提物中各活性成分的单独贡献,以及加速衰老模型向自然衰老和临床转化的不确定性。
研究结论为:PD果实提取物可能对D-gal处理衰老大鼠的海马神经发生发挥保护作用,并可能改善空间记忆相关行为。D-gal给药显著减少血管内皮细胞标志物共标记的增殖细胞、未成熟神经元和新生神经元存活数量,与空间记忆缺陷一致;而PD果实提取物联合给药则与显著的新位置偏好相关,并减轻D-gal诱导的神经发生相关标志物减少。这些结果支持PD果实提取物对抗年龄相关认知衰退的潜在神经保护价值。