蜕皮甾酮对小鼠学习记忆的促进作用
作者：徐楠杰 郭月英 李 铣
单位：徐楠杰 现在沈阳药科大学生理学教研室；郭月英 李 铣 沈阳药科大学中药系，沈阳 110015
关键词：蜕皮甾酮；学习；记忆；脑缺氧
沈阳药科大学学报990104 摘 要 采用一次性训练被动回避性条件反应方法——跳台法，观察了蜕皮甾酮(Ecdysterone)对小鼠学习记忆功能的影响.结果表明，蜕皮甾酮可拮抗东莨菪碱造成的记忆获得障碍，改善环己酰亚胺造成的记忆巩固不良和30%乙醇造成的记忆再现缺失.蜕皮甾酮还具有抗急性脑缺氧作用，提示蜕皮甾酮可改善记忆障碍，具有较高的药用价值.
分类号 R971
The Improving Effect of Ecdysterone on Learning and Memory in Mice
, 百拇医药
Xu Nanjie,Guo Yueying,Li Xian
Department of Traditional Chinese Medicines,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110015
Abstract The effect of ecdysterone on learning and memory in mice was studied by using the method of one trial passive avoidance response—the step-down test.The results showed that the ecdysterone improved scopolamine induced acquisition of impairment of memory and cycloheximide elicited consolidation disruption of memory and the retrieval deficit caused by 30% ethanol in mice. Ecdysterone also proloned the survival time of mice under the condition of closed normobaric hypoxia,and thus protected mice against the acute cerebral hypoxia.These results suggested that ecdysterone protected mice against amnesia and had great medicinal value.
, 百拇医药
Key words ecdysterone;learning;memory;cerebral hypoxia
蜕皮甾酮原属昆虫生长代谢调节激素，在植物中的分布极为广泛〔1～3〕，具有促进蛋白质和核酸的生物合成，促进脂类代谢，调节免疫功能，影响中枢胆碱能神经递质代谢等作用〔4〕.蜕皮甾酮是否具有抗缺氧和促智作用目前尚不清楚.本文采用跳台法，观察了蜕皮甾酮对学习记忆功能的影响.
1 材料与方法
昆明种小鼠，雄性，体重(20±2) g，由沈阳药科大学动物室提供.蜕皮甾酮由沈阳药科大学天然药物化学研究室提供，用时溶于蒸馏水；东莨菪碱，环己酰亚胺系Sigma产品，用时均用生理盐水配制.
学习记忆实验方法 跳台箱参照文献〔5〕自制，为一60 cm×10 cm×30 cm的被动回避性条件反射箱，用不透明黑色塑料板分隔成五间，箱底有铜栅，可通38 V电流，每一间右后角置一高3.5 cm，直径4.5 cm的橡皮垫作为动物回避电击的安全区.
, 百拇医药
学习能力测验 将小鼠放置在橡皮垫上，铜栅通以38 V电流，小鼠跳至铜栅时即受到电击，其正确反应是跳回安全区.每只小鼠依次训练5次，两次间隔30 min，记录小鼠在台上停留时间(潜伏期)，达到30 s者即认为其已经达到学会标准，记录各组每次训练的达标百分率.
记忆测验 训练时将小鼠放置在橡皮垫上，先适应环境3 min,然后通以38 V电流，持续5 min.24h后测验，记录3 min内的错误反应次数.
给药方法 根据药物代谢动力学结果，小鼠灌胃蜕皮甾酮8 h在脑中浓度达到峰值〔6〕，故各实验给药组均于训练前8 h灌胃蜕皮甾酮各剂量一次.对照组与模型组灌胃等容量蒸馏水.东莨菪碱(3 mg/kg)于训练前10 min腹腔注射给予；环己酰亚胺(120 mg/kg)于训练后立即腹腔注射给予；30%乙醇(10 ml/kg)则于测验前30 min灌胃给予，对照组以相同给药方式给予等容量生理盐水.
, 百拇医药
急性脑缺氧方法 将小鼠投入放有钠石灰的125 mL透明密闭玻璃瓶中，记录小鼠呼吸停止的时间〔7〕.
统计 达标百分率采用x2检验，其余资料均采用t检验.
2 实验结果
2.1 蜕皮甾酮对正常小鼠学习能力的影响
在正常小鼠学习能力测验中，各组的达标百分率随着训练次数的增加而逐渐升高，其中蜕皮甾酮7.2 mg/kg组在第三次训练时达标率明显高于正常组，其余剂量组未见显著差异(表1).
表1 蜕皮甾酮对正常小鼠跳台学习能力的影响 组别/mg\5kg-1
动物数/只
, 百拇医药
训练达标百分率/%
第二次
第三次
第四次
第五次
空白对照
26
30.8
61.5
88.5
92.3
蜕皮甾酮(1.8)
22
, 百拇医药
31.8
77.3
95.4
100.0
蜕皮甾酮(3.6)
20
40.0
65.0
95.0
100.0
蜕皮甾酮(7.2)
22
45.4
, 百拇医药
90.9
100.0
100.0
蜕皮甾酮(14.4)
20
35.0
80.0
90.0
100.0
与空白对照组相比，P<0.05
2.2 蜕皮甾酮对东莨菪碱致记忆获得障碍的影响
腹腔注射东莨菪碱使小鼠的记忆获得过程遭到破坏，表现在错误次数明显增加.蜕皮甾酮3.6 mg/kg，7.2 mg/kg均使小鼠测验时错误次数明显减少，表明蜕皮甾酮对东莨菪碱造成的记忆获得障碍有明显的改善作用(表2).表2 蜕皮甾酮对小鼠记忆获得障碍、记忆巩固不良和记忆再现缺失的影响 组别
, 百拇医药
/mg\5kg-1
错误次数
东莨菪碱/3 mg\5kg-1
环己酰亚胺/120 mg\5kg-1
30%乙醇/10 ml\5kg-1
空白对照
0.8±
0.6
0.2±
0.4
0.3±
, 百拇医药
0.5
模型
3.5±
1.6
1.9±
0.7
3.5±
1.5
蜕皮甾酮(1.8)
2.3±
1.0
1.0±
, http://www.100md.com
1.3
3.9±
2.1
蜕皮甾酮(3.6)
1.6±
0.7＃＃
0.5±
0.5＃＃
1.9±
1.5＃＃
蜕皮甾酮(7.2)
2.1±
, 百拇医药
1.1＃
0.3±
0.5＃＃＃
3.4±
1.9
蜕皮甾酮(14.4)
2.4±
0.9
0.8±
1.0＃
2.4±
2.2
, http://www.100md.com
±s，n=8～11.与空白对照组比较，P<0.01，P<0.001；与模型组比较，＃P<0.05，＃＃P<0.01，＃＃＃P<0.001
2.3 蜕皮甾酮对环己酰亚胺致记忆巩固不良的影响
环己酰亚胺组小鼠错误次数明显增加，说明腹腔注射环己酰亚胺可严重破坏小鼠记忆巩固过程，蜕皮甾酮3.6 mg/kg，7.2 mg/kg,14.4 mg/kg均使小鼠测验时错误次数明显减少，表明蜕皮甾酮能明显对抗环己酰亚胺造成的记忆巩固不良(表2).
2.4 蜕皮甾酮对30%乙醇致记忆再现缺失的影响
灌胃30%乙醇可使小鼠错误次数明显增加，说明30%乙醇损害记忆再现过程，蜕皮甾酮3.6 mg/kg使小鼠测验时错误次数明显减少，提示蜕皮甾酮对30%乙醇造成的记忆再现障碍有明显的改善作用(表2).
, 百拇医药
2.5 蜕皮甾酮对急性常压缺氧的影响
正常小鼠常压密闭呼吸停止时间为(13.6±1.6) min，蜕皮甾酮14.4 mg/kg使小鼠呼吸停止时间延长至(15.8±0.9) min，与正常组相比差异显著(P<0.05)，7.2 mg/kg也能延长小鼠呼吸停止时间，但与正常组相比无显著性差异.
3 讨论
植物化学研究表明，蜕皮甾酮类物质在植物界的分布不仅较动物界含量高，而且非常广泛.有研究者对19种资源植物中的蜕皮甾酮进行了含量检测，发现这些植物中的根和根茎中均含有蜕皮甾酮〔1〕.文献报道蜕皮甾酮的LD50值在腹腔给药时为6.4 g/kg,而在灌胃给药时大于9 g/kg〔8〕，说明其毒性很小.蜕皮甾酮类植物甾酮的研究可能为新的促智药物的寻找开发提供一个新的途径.
, 百拇医药
本文应用一次性训练被动回避性反应——跳台法研究发现，蜕皮甾酮对多种化学药品分别造成的记忆获得，巩固和再现障碍均有明显改善作用，且能显著对抗小鼠急性脑缺氧，提示蜕皮甾酮为植物中重要药理活性成分.现已知道，胆碱能神经系统是记忆的内在基础，蛋白质的合成是长期记忆的内在基础.在学习过程中形成的新蛋白质是记忆的贮存分子，抑制蛋白质的合成能引起遗忘.蜕皮甾酮能明显拮抗M受体阻断剂东莨菪碱造成的记忆获得障碍，同时对蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺造成的记忆巩固障碍有显著改善作用，且能改善30%乙醇引起的记忆再现缺失，说明蜕皮甾酮对记忆过程的作用是多方面的.而在我们实验中还发现蜕皮甾酮在影响记忆的有效剂量下，对小鼠自主活动无显著性影响，提示蜕皮甾酮对学习记忆的促进作用并非由于中枢兴奋作用的结果.蜕皮甾酮的具体作用机制正在进一步研究中.
1国家自然科学基金资助项目，No.39670850；
参考文献
, http://www.100md.com
[1] 王强，俞祥生.19种资源植物中β-蜕皮激素的含量测定.中国药科大学学报，1990，21(3)：229～231
[2] 陈建裕，魏阳生.广东升麻中蜕皮甾酮的分离与鉴定.中草药，1989，20(7)：8
[3] 果德安，楼之岑，高从元，等.祁州漏芦蜕皮甾酮类化学成分的研究.药学学报，1991，26(6)：442～446
[4] 徐楠杰，郭月英，李铣.蜕皮甾酮的药理作用研究进展.沈阳药科大学学报，1997，14(4)：300～302
[5] 张均田，斋藤洋.十二种化学药品破坏被动回避性行为—跳台试验和避暗试验的作用的比较观察.药学学报，1986，21(1)：12～19
[6] ヒキノヒロシ，大泉康，竹本常松，他.昆虫变态ホルモンエクジスラロンのマウスにおける吸收，分布，代谢および排泄その1.药学杂言 志，1972，92(8)：945～950
[7] 覃文才，张均田.尼莫地平，硝苯吡啶和长春胺对大鼠与小鼠化学性记忆障碍的改善作用.中国医学科学院学报，1986，8(5)：366～370
[8] 松田弘幸，河场享子，山本幸生.昆虫变态ステロイドの药理学的研究.日药理言 志，1970，66(5)：551～563
收稿日期:1998-06-26, 百拇医药
单位：徐楠杰 现在沈阳药科大学生理学教研室；郭月英 李 铣 沈阳药科大学中药系，沈阳 110015
关键词：蜕皮甾酮；学习；记忆；脑缺氧
沈阳药科大学学报990104 摘 要 采用一次性训练被动回避性条件反应方法——跳台法，观察了蜕皮甾酮(Ecdysterone)对小鼠学习记忆功能的影响.结果表明，蜕皮甾酮可拮抗东莨菪碱造成的记忆获得障碍，改善环己酰亚胺造成的记忆巩固不良和30%乙醇造成的记忆再现缺失.蜕皮甾酮还具有抗急性脑缺氧作用，提示蜕皮甾酮可改善记忆障碍，具有较高的药用价值.
分类号 R971
The Improving Effect of Ecdysterone on Learning and Memory in Mice
, 百拇医药
Xu Nanjie,Guo Yueying,Li Xian
Department of Traditional Chinese Medicines,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110015
Abstract The effect of ecdysterone on learning and memory in mice was studied by using the method of one trial passive avoidance response—the step-down test.The results showed that the ecdysterone improved scopolamine induced acquisition of impairment of memory and cycloheximide elicited consolidation disruption of memory and the retrieval deficit caused by 30% ethanol in mice. Ecdysterone also proloned the survival time of mice under the condition of closed normobaric hypoxia,and thus protected mice against the acute cerebral hypoxia.These results suggested that ecdysterone protected mice against amnesia and had great medicinal value.
, 百拇医药
Key words ecdysterone;learning;memory;cerebral hypoxia
蜕皮甾酮原属昆虫生长代谢调节激素，在植物中的分布极为广泛〔1～3〕，具有促进蛋白质和核酸的生物合成，促进脂类代谢，调节免疫功能，影响中枢胆碱能神经递质代谢等作用〔4〕.蜕皮甾酮是否具有抗缺氧和促智作用目前尚不清楚.本文采用跳台法，观察了蜕皮甾酮对学习记忆功能的影响.
1 材料与方法
昆明种小鼠，雄性，体重(20±2) g，由沈阳药科大学动物室提供.蜕皮甾酮由沈阳药科大学天然药物化学研究室提供，用时溶于蒸馏水；东莨菪碱，环己酰亚胺系Sigma产品，用时均用生理盐水配制.
学习记忆实验方法 跳台箱参照文献〔5〕自制，为一60 cm×10 cm×30 cm的被动回避性条件反射箱，用不透明黑色塑料板分隔成五间，箱底有铜栅，可通38 V电流，每一间右后角置一高3.5 cm，直径4.5 cm的橡皮垫作为动物回避电击的安全区.
, 百拇医药
学习能力测验 将小鼠放置在橡皮垫上，铜栅通以38 V电流，小鼠跳至铜栅时即受到电击，其正确反应是跳回安全区.每只小鼠依次训练5次，两次间隔30 min，记录小鼠在台上停留时间(潜伏期)，达到30 s者即认为其已经达到学会标准，记录各组每次训练的达标百分率.
记忆测验 训练时将小鼠放置在橡皮垫上，先适应环境3 min,然后通以38 V电流，持续5 min.24h后测验，记录3 min内的错误反应次数.
给药方法 根据药物代谢动力学结果，小鼠灌胃蜕皮甾酮8 h在脑中浓度达到峰值〔6〕，故各实验给药组均于训练前8 h灌胃蜕皮甾酮各剂量一次.对照组与模型组灌胃等容量蒸馏水.东莨菪碱(3 mg/kg)于训练前10 min腹腔注射给予；环己酰亚胺(120 mg/kg)于训练后立即腹腔注射给予；30%乙醇(10 ml/kg)则于测验前30 min灌胃给予，对照组以相同给药方式给予等容量生理盐水.
, 百拇医药
急性脑缺氧方法 将小鼠投入放有钠石灰的125 mL透明密闭玻璃瓶中，记录小鼠呼吸停止的时间〔7〕.
统计 达标百分率采用x2检验，其余资料均采用t检验.
2 实验结果
2.1 蜕皮甾酮对正常小鼠学习能力的影响
在正常小鼠学习能力测验中，各组的达标百分率随着训练次数的增加而逐渐升高，其中蜕皮甾酮7.2 mg/kg组在第三次训练时达标率明显高于正常组，其余剂量组未见显著差异(表1).
表1 蜕皮甾酮对正常小鼠跳台学习能力的影响 组别/mg\5kg-1
动物数/只
, 百拇医药
训练达标百分率/%
第二次
第三次
第四次
第五次
空白对照
26
30.8
61.5
88.5
92.3
蜕皮甾酮(1.8)
22
, 百拇医药
31.8
77.3
95.4
100.0
蜕皮甾酮(3.6)
20
40.0
65.0
95.0
100.0
蜕皮甾酮(7.2)
22
45.4
, 百拇医药
90.9
100.0
100.0
蜕皮甾酮(14.4)
20
35.0
80.0
90.0
100.0
与空白对照组相比，P<0.05
2.2 蜕皮甾酮对东莨菪碱致记忆获得障碍的影响
腹腔注射东莨菪碱使小鼠的记忆获得过程遭到破坏，表现在错误次数明显增加.蜕皮甾酮3.6 mg/kg，7.2 mg/kg均使小鼠测验时错误次数明显减少，表明蜕皮甾酮对东莨菪碱造成的记忆获得障碍有明显的改善作用(表2).表2 蜕皮甾酮对小鼠记忆获得障碍、记忆巩固不良和记忆再现缺失的影响 组别
, 百拇医药
/mg\5kg-1
错误次数
东莨菪碱/3 mg\5kg-1
环己酰亚胺/120 mg\5kg-1
30%乙醇/10 ml\5kg-1
空白对照
0.8±
0.6
0.2±
0.4
0.3±
, 百拇医药
0.5
模型
3.5±
1.6
1.9±
0.7
3.5±
1.5
蜕皮甾酮(1.8)
2.3±
1.0
1.0±
, http://www.100md.com
1.3
3.9±
2.1
蜕皮甾酮(3.6)
1.6±
0.7＃＃
0.5±
0.5＃＃
1.9±
1.5＃＃
蜕皮甾酮(7.2)
2.1±
, 百拇医药
1.1＃
0.3±
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3.4±
1.9
蜕皮甾酮(14.4)
2.4±
0.9
0.8±
1.0＃
2.4±
2.2
, http://www.100md.com
±s，n=8～11.与空白对照组比较，P<0.01，P<0.001；与模型组比较，＃P<0.05，＃＃P<0.01，＃＃＃P<0.001
2.3 蜕皮甾酮对环己酰亚胺致记忆巩固不良的影响
环己酰亚胺组小鼠错误次数明显增加，说明腹腔注射环己酰亚胺可严重破坏小鼠记忆巩固过程，蜕皮甾酮3.6 mg/kg，7.2 mg/kg,14.4 mg/kg均使小鼠测验时错误次数明显减少，表明蜕皮甾酮能明显对抗环己酰亚胺造成的记忆巩固不良(表2).
2.4 蜕皮甾酮对30%乙醇致记忆再现缺失的影响
灌胃30%乙醇可使小鼠错误次数明显增加，说明30%乙醇损害记忆再现过程，蜕皮甾酮3.6 mg/kg使小鼠测验时错误次数明显减少，提示蜕皮甾酮对30%乙醇造成的记忆再现障碍有明显的改善作用(表2).
, 百拇医药
2.5 蜕皮甾酮对急性常压缺氧的影响
正常小鼠常压密闭呼吸停止时间为(13.6±1.6) min，蜕皮甾酮14.4 mg/kg使小鼠呼吸停止时间延长至(15.8±0.9) min，与正常组相比差异显著(P<0.05)，7.2 mg/kg也能延长小鼠呼吸停止时间，但与正常组相比无显著性差异.
3 讨论
植物化学研究表明，蜕皮甾酮类物质在植物界的分布不仅较动物界含量高，而且非常广泛.有研究者对19种资源植物中的蜕皮甾酮进行了含量检测，发现这些植物中的根和根茎中均含有蜕皮甾酮〔1〕.文献报道蜕皮甾酮的LD50值在腹腔给药时为6.4 g/kg,而在灌胃给药时大于9 g/kg〔8〕，说明其毒性很小.蜕皮甾酮类植物甾酮的研究可能为新的促智药物的寻找开发提供一个新的途径.
, 百拇医药
本文应用一次性训练被动回避性反应——跳台法研究发现，蜕皮甾酮对多种化学药品分别造成的记忆获得，巩固和再现障碍均有明显改善作用，且能显著对抗小鼠急性脑缺氧，提示蜕皮甾酮为植物中重要药理活性成分.现已知道，胆碱能神经系统是记忆的内在基础，蛋白质的合成是长期记忆的内在基础.在学习过程中形成的新蛋白质是记忆的贮存分子，抑制蛋白质的合成能引起遗忘.蜕皮甾酮能明显拮抗M受体阻断剂东莨菪碱造成的记忆获得障碍，同时对蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺造成的记忆巩固障碍有显著改善作用，且能改善30%乙醇引起的记忆再现缺失，说明蜕皮甾酮对记忆过程的作用是多方面的.而在我们实验中还发现蜕皮甾酮在影响记忆的有效剂量下，对小鼠自主活动无显著性影响，提示蜕皮甾酮对学习记忆的促进作用并非由于中枢兴奋作用的结果.蜕皮甾酮的具体作用机制正在进一步研究中.
1国家自然科学基金资助项目，No.39670850；
参考文献
, http://www.100md.com
[1] 王强，俞祥生.19种资源植物中β-蜕皮激素的含量测定.中国药科大学学报，1990，21(3)：229～231
[2] 陈建裕，魏阳生.广东升麻中蜕皮甾酮的分离与鉴定.中草药，1989，20(7)：8
[3] 果德安，楼之岑，高从元，等.祁州漏芦蜕皮甾酮类化学成分的研究.药学学报，1991，26(6)：442～446
[4] 徐楠杰，郭月英，李铣.蜕皮甾酮的药理作用研究进展.沈阳药科大学学报，1997，14(4)：300～302
[5] 张均田，斋藤洋.十二种化学药品破坏被动回避性行为—跳台试验和避暗试验的作用的比较观察.药学学报，1986，21(1)：12～19
[6] ヒキノヒロシ，大泉康，竹本常松，他.昆虫变态ホルモンエクジスラロンのマウスにおける吸收，分布，代谢および排泄その1.药学杂言 志，1972，92(8)：945～950
[7] 覃文才，张均田.尼莫地平，硝苯吡啶和长春胺对大鼠与小鼠化学性记忆障碍的改善作用.中国医学科学院学报，1986，8(5)：366～370
[8] 松田弘幸，河场享子，山本幸生.昆虫变态ステロイドの药理学的研究.日药理言 志，1970，66(5)：551～563
收稿日期:1998-06-26, 百拇医药