本研究旨在探究黄芪散对阿尔茨海默病(Alzheimer′s
disease,AD)大鼠模型中突触可塑性的影响,并分析其潜在机制。SPF级雄性SD大鼠50只,随机分为正常组(normal group,Norm)、模型组(model group,Mod)、黄芪散低剂量组(Huangqisan low dose group,HQS-L;1.2 g/kg)、黄芪散高剂量组(Huangqisan high dose group,HQS-H;4.8 g/kg)及阳性对照组(positive group,Pos),每组10只。除正常组外,其余组双侧海马注射β淀粉样蛋白25-35造模。采用Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆功能;Nissl染色检测大鼠海马组织神经元损伤情况;JC-1探针流式细胞术检测海马组织线粒体膜电位水平;透射电镜观察大鼠海马区神经元和突触超微结构;ELISA法检测大鼠海马组织炎症因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平;流式细胞术检测海马活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平;蛋白免疫印迹(Western blot,WB)法检测大鼠海马中PTEN诱导激酶1(PTEN-induced kinase 1,PINK1)、帕金蛋白(Parkin E3 ubiquitin protein
ligase,Parkin)、微管相关蛋白1A/1B-轻链3(microtuble-associated protein light chain 3,LC3B)、泛素结合蛋白p62(ubiquitin-binding protein
p62,p62)、动力相关蛋白1(dynmin-related
protein 1,Drp1)、线粒体融合素1(mitofusion
1,Mfn1)、线粒体融合素2(mitofusion 1,Mfn2)、Nod样受体蛋白3(NOD-like
receptor protein 3,NLRP3)、生长相关蛋白43(growth-associated protein 43,GAP43)、N-甲基-D-天冬氨酸受体2B亚基(N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR)subunit 2B,NR2B)、突触后致密蛋白95(postsynaptic dense protein95,PSD95)、突触素(synaptosin,SYP)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic
factor,BDNF)蛋白表达。与Norm组比较,Mod组大鼠学习记忆功能显著降低(P<0.01),海马组织神经元胞内尼氏体减少或消失,海马区的神经元和突触超微结构出现明显的病理改变,线粒体膜电位明显降低,线粒体结构受损,自噬溶酶体形成,海马组织IL-1β、IL-6、TNF-α含量显著升高(P<0.01),ROS水平明显升高(P<0.01),PINK1、Parkin、LC3B、Mfn1、Mfn2、GAP43、NR2B、PSD95、SYP、BDNF蛋白表达降低(P<0.05),而p62、Drp1、NLRP3蛋白表达显著升高(P<0.01);与Mod组比较,HQS-L组、HQS-H组和Pos组能显著改善AD大鼠的学习记忆功能,主要表现为逃避潜伏期缩短、穿过平台的次数增加(P<0.05,P<0.01);海马组织神经元胞内尼氏体增多,海马区的神经元和突触超微结构受损减轻,线粒体膜电位明显升高,线粒体自噬显著增多;海马组织IL-1β、IL-6、TNF-α含量明显降低(P<0.05,P<0.01),ROS水平明显降低(P<0.01),PINK1、Parkin、LC3B、Mfn1、Mfn2、GAP43、NR2B、PSD95、SYP、BDNF的蛋白表达显著升高,而p62、Drp1、NLRP3的蛋白表达显著降低(P<0.05,P<0.01)。黄芪散改善AD大鼠突触可塑性的机制可能与其激活海马中PINK1-Parkin通路促进线粒体自噬,改善线粒体功能,降低ROS水平,抑制NLRP3炎症小体的活化有关。