姜黄素对高胆固醇血症模型大鼠脑微循环障碍的改善作用及其机制

doi:10.13481/j.1671-587x.20210107

吉林大学学报(医学版) ›› 2021, Vol. 47 ›› Issue (1): 53-58.doi: 10.13481/j.1671-587x.20210107

姜黄素对高胆固醇血症模型大鼠脑微循环障碍的改善作用及其机制

李红芳¹,杨绍²,曹莫寒³,袁丽丽⁴,李晓琎⁴,史才兴⁴,王茁桠³,亚白柳⁵()

^1.济宁医学院附属医院神经内科，山东济宁 272029
^2.济宁医学院中西医结合学院，山东济宁 272067
^3.济宁医学院基础医学院，山东济宁 272067
^4.济宁医学院基础医学院组织学与胚胎学教研室，山东济宁 272067
^5.济宁医学院基础医学院生理学教研室，山东济宁 272067

收稿日期:2020-04-19 出版日期:2021-01-28 发布日期:2021-01-27
通讯作者: 亚白柳 E-mail:yabailiu@126.com
作者简介:李红芳（1982－），女，山东省济宁市人，副主任医师，医学硕士，主要从事神经系统疾病及其药物治疗方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(81703490);山东省科技厅自然科学基金项目(ZR2015HQ019);山东省卫健委中医药科技发展计划项目(2019-0489);济宁医学院大学生创新训练计划项目(cx2019053);济宁医学院教师科研扶持基金项目(JY2017KJ011)

Improvement effect of curcumin on cerebral microcirculation disorder in hypercholesterolemia model rats and its mechanism

Hongfang LI¹,Shao YANG²,Mohan CAO³,Lili YUAN⁴,Xiaojin LI⁴,Caixing SHI⁴,Zhuoya WANG³,Bailiu YA⁵()

^1.Department of Neurology，Affiliated Hospital，Jining Medical University，Jining 272029，China
^2.School of Integrated Chinese and Western Medicine，Jining Medical University，Jining 272067，China
^3.School of Basic Medical Sciences，Jining Medical University，Jining 272067，China
^4.Department of Histology and Embryology，School of Basic Medical Sciences，Jining Medical University，Jining 272067，China
^5.Department of Physiology，School of Basic Medical Sciences，Jining Medical University，Jining 272067，China

Received:2020-04-19 Online:2021-01-28 Published:2021-01-27
Contact: Bailiu YA E-mail:yabailiu@126.com

摘要/Abstract

摘要： 目的

探讨姜黄素对高胆固醇饮食致高胆固醇血症模型大鼠脑微循环氧化应激和炎症状态的影响，阐明其作用机制。

方法

30只SD大鼠随机分为对照组、模型组和姜黄素组，每组10只。对照组大鼠每日给予普通饲料，其余2组大鼠每日给予高胆固醇饲料，连续喂饲28 d。造模同时灌胃给药，姜黄素组大鼠给予姜黄素200 mg·kg^－1·d^－1，对照组和模型组大鼠给予等量1%羧甲基纤维素钠溶液，每日1次。连续给药28 d后，取大鼠血清，采用酶法检测各项血脂水平。提取大鼠脑微血管，采用黄嘌呤氧化酶法检测大鼠脑微血管组织中超氧化物歧化酶（SOD）活性，硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）水平，Western blotting法检测大鼠脑微血管内皮细胞中细胞间黏附因子1（ICAM-1）、血管间黏附因子1（VCAM-1）和E-选择素（E-selectin）蛋白表达水平。

结果

与对照组比较，模型组大鼠血清中总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平明显升高（P<0.01），高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）明显降低（P<0.01），大鼠脑微血管组织中SOD活性明显降低（P<0.01）、MDA水平明显升高（P<0.05），大鼠脑微血管内皮细胞中ICAM-1、VCAM-1和E-selectin蛋白表达水平均明显升高（P<0.05 或 P<0.01）；与模型组比较，姜黄素组大鼠血清中TC、TG和LDL-C水平明显降低（P<0.05）， HDL-C水平明显升高（P<0.05），大鼠脑微血管组织中SOD活性明显升高（P<0.05）、MDA水平明显降低（P<0.05），大鼠脑微血管内皮细胞中ICAM-1、VCAM-1和E-selectin蛋白表达水平明显降低（P<0.05）。

结论

姜黄素可以通过改善高胆固醇血症模型大鼠的血脂状况，增加脑微血管抗氧化酶能力，减低氧化应激损伤，减少脑微循环内皮细胞中黏附因子表达，进而改善脑微循环障碍。

关键词: 姜黄素, 高胆固醇血症, 脑微循环, 氧化应激, 黏附因子

Abstract: Objective

To study the effects of curcumin on the oxidative stress and inflammation status of cerebral microcirculation in the hypercholesterolemia model rats induced by high cholesterol diet，and to elucidate their mechanisms.

Methods

Thirsty SD rats were randomly divided into control group， model group and curcumin group（n＝10）. The rats in control group were given ordinary diet and the rats in other two groups were given high cholesterol diet daily for 28 d.At the same time， the rats in curcumin group were given 200 mg·kg^－1·d^－1 curcumin by gavage， and the rats in control group and model group were given 1% sodium carboxymethylcellulose solution； once a day for 28 d. The sera of rats were taken and the levels of blood lipids were detected by enzyme method. The cerebral microvessels of rats were extracted； the activity of superoxide dismutase （SOD）in cerebral microvessel was detected by xanthine oxidase method； the level of malondialdehyde （MDA） was detected by thiobarbituric acid method； the expression levels of intercellular adhesion molecule-1 （ICAM-1）， vascular cell adhesion molecule-1（VCAM-1） and E-selectin proteins in the cerebral microvessel endothelial cells of the rats were detected by Western blotting method.

Results

Compared with control group， the total cholesterol（TC），triglyceride（TG），and low density lipoprotein-cholesterol（ LDL-C） in serum of the rats in model group were significantly increased（P<0.01），the high density lipoprotein-cholesterol（HDL-C） in serum was significantly decreased （P<0.01），the SOD activity in cerebral microvessel was significantly decreased （P<0.01）， the level of MDA was significantly increased（P<0.05）， and the expression levels of ICAM-1，VCAM-1 and E-selectin proteins in cerebral microvessel endothelial cells were significantly increased （P<0.05 or P<0.01）. Compared with model group， the TC， TG， LDL-C in serum of the rats in curcumin group were significantly decreased （P<0.05）， the HDL-C in serum was significantly increased （P<0.05）， the SOD activity in cerebral microvessel was significantly increased （P<0.05）， the level of MDA was significantly decreased （P<0.05）， and the expression levels of ICAM-1， VCAM-1 and E-selectin proteins in cerebral microvessel endothelial cells were significantly decreased（P<0.05）.

Conclusion

Curcumin may ameliorate the cerebral microcirculation disorder by improving the blood lipid status of the hypercholesterolemia rats， increasing the ability of antioxidant enzyme， reducing oxidative stress damage and decreasing the expressions of adhesion factors in the endothelial cells of cerebral microcirculation.

Key words: curcumin, hypercholesterolemia, cerebral microcirculation, oxidative stress, adhesion factors

中图分类号:

R285.5

李红芳,杨绍,曹莫寒,袁丽丽,李晓琎,史才兴,王茁桠,亚白柳. 姜黄素对高胆固醇血症模型大鼠脑微循环障碍的改善作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(1): 53-58.

Hongfang LI,Shao YANG,Mohan CAO,Lili YUAN,Xiaojin LI,Caixing SHI,Zhuoya WANG,Bailiu YA. Improvement effect of curcumin on cerebral microcirculation disorder in hypercholesterolemia model rats and its mechanism[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2021, 47(1): 53-58.

图/表 4

表 1

表 2

图1

表 3

参考文献 23

1	HERMANN D M，KLEINSCHNITZ C. Modeling vascular risk factors for the development of ischemic stroke therapies ［J］. Stroke，2019，50（5）：1310-1317.
2	王艺颖，刘涛，李凌，等.中国人群脑卒中危险因素的系统评价［J］. 现代医药卫生，2019，35（20）：3158-3160.
3	RODRIGUES S F，ALMEIDA-PAULA L D，GRANGER D N. Synergistic effects of high blood cholesterol and hypertension on leukocyte and platelet recruitment in the cerebral microcirculation ［J］. Hypertension，2014，63（4）：747-752.
4	ISHIKAWA M，STOKES K Y，ZHANG J H，et al. Cerebral microvascular responses to hypercholesterolemia：roles of NADPH oxidase and P-Selectin ［J］. Circ Res，2004，94（2）：239-244.
5	ZHANG L，YA B L，YANG P，et al. Impact of carotid atherosclerosis combined with hypercholesterolemia on cerebral microvessels and brain parenchyma in a new complex rat model ［J］. Neurochem Res，2014，39（4）：653-660.
6	KUNNUMAKKARA A B，BORDOLOI D，PADMAVATHI G，et al. Curcumin，the golden nutraceutical：multitargeting for multiple chronic diseases ［J］. Br J Pharmacol，2017，174（11）：1325-1348.
7	刘娇，王绵，刘品力，等.姜黄素诱导急性高脂血症大鼠动脉核因子E2相关因子2表达［J］.中国动脉硬化杂志，2016，24（9）：914-918，943.
8	孙林林，乔利，田振华，等.姜黄化学成分及药理作用研究进展［J］.山东中医药大学学报，2019，43（2）：207-212
9	KRAFT P，SCHUHMANN M K，GARZ C， et al. Hypercholesterolemia induced cerebral small vessel disease ［J］. PLoS One，2017，12（8）：e0182822.
10	ZIEGLER T，ABDEL RAHMAN F，JURISCH V，et al. Atherosclerosis and the capillary network； pathophysiology and potential therapeutic strategies ［J］. Cells，2019，9（1）：E50.
11	MILLER A A，DE SILVA T M，JUDKINS C P，et al. Augmented superoxide production by Nox2-containing NADPH oxidase causes cerebral artery dysfunction during hypercholesterolemia ［J］. Stroke，2010，41（4）：784-789.
12	付兴会，林连美.中药姜黄主要有效成分药理学研究进展［J］.湖北中医药大学学报，2015，17（4）：109-110.
13	刘小艳，田野，刘骥飞，等.姜黄素对脑缺血再灌注损伤的保护作用机制研究进展［J］.中国临床药理学与治疗学，2019，24（11）：1305-1309.
14	吕俊刚，翟莉，王松涛，等.姜黄素在心血管疾病治疗中的研究进展［J］.中国医药，2019，14（11）：1742-1746.
15	苟连平，旷英华，刘长萍，等.降脂通络软胶囊对高脂血症患者血脂水平的影响及其机制［J］.中国老年学杂志，2014，34（13）：3627-3628.
16	HUSSEIN S A，EI-SENOSI Y A，RAGAB M R，et al. Hypolipidemic effect of curcumin in hyper-cholesterolemic rats ［J］. Benha Vet Med J，2014，27：277-289.
17	HE Y，YUE Y，ZHENG X，et al. Curcumin， inflammation， and chronic diseases：how are they linked？［J］. Molecules，2015，20（5）：9183-9213.
18	LIU W，ZHAI Y，HENG X，et al. Oral bioavailability of curcumin：problems and advancements ［J］. J Drug Target，2016，24（8）：694-702.
19	GHOSH S S，GEHR T W，GHOSH S. Curcumin and chronic kidney disease （CKD）： major mode of action through stimulating endogenous intestinal alkaline phosphatase ［J］. Molecules，2014，19（12）：20139-20156.
20	郜珊珊，霍建华，王晨，等.姜黄素通过增强心肌自噬活性改善自身免疫性心肌炎大鼠的心功能[J]. 西安交通大学学报(医学版), 2019,40(6): 1018-1022.
21	鲍彩彩,原铂尧,孙梦娇,等.姜黄素对小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎的自噬调节及抗炎作用[J]. 解放军医学杂志，2019,44(7): 593-599.
22	HEWLINGS S J，KALMAN D S. Curcumin： a review of its effects on human health［J］.Foods，2017，6（10）：92.
23	PULIDO-MORAN M，MORENO-FERNANDEZ J，RAMIREZ-TORTOSA C，et al. Curcumin and health ［J］. Molecules，2016，21（3）：264.

Group	TC	TG	LDL-C	HDL-C
Control	2.17±0.06	1.08±0.10	0.51±0.03	0.92±0.04
Model	3.01±0.14^*	1.68±0.16^*	0.96±0.06^*	0.66±0.03^*
Curcumin	2.72±0.09^△	1.15±0.17^△	0.82±0.05^△	0.80±0.04^△

Group	SOD[λ_B/（U·mg^－1）]	MDA[m_B/（μmol·g^－1）]
Control	93.04±8.41	9.09±0.98
Model	129.88±9.47^**	12.69±1.12^*
Curcumin	99.82±7.96^△	9.58±1.07^△

Group	ICAM-1	VCAM-1	E-selectin
Control	0.10±0.02	0.30±0.04	0.67±0.03
Model	0.41±0.04^**	0.70±0.08^*	0.93±0.05^**
Curcumin	0.23±0.02^Δ	0.50±0.07^△	0.78±0.04^△

[1]	赵展琦,张程锦,田娟. Ndfip1对铁离子诱导的神经细胞凋亡的抑制作用及其神经保护作用机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(2): 338-343.
[2]	张瑞丽,杨筱青,张晓鸽,郭华峰,朱继红. 妊娠期糖尿病对新生子代大鼠膈肌功能的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(1): 133-138.
[3]	裴永彬,王桂琦,李卫,姜霞,姜海波,赵增仁. 姜黄素对结直肠癌小鼠肿瘤生长的抑制作用及其PTEN/PI3K/Akt信号通路机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(1): 145-151.
[4]	刘璐瑶, 张雯雯, 曹娟, 李玮柏, 孙宏晨, 李波. 姜黄素对肿瘤相关巨噬细胞分泌细胞因子基因表达的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(05): 930-936.
[5]	张聪, 刘迪, 张寒雪, 张浩, 孔繁利, 冯宪敏. 人参皂苷对过氧化氢诱导的HepG2细胞损伤的保护作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(05): 985-991.
[6]	杨帆, 李丽华. 维生素D受体激活对小鼠胆管结扎所致肝纤维化的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(04): 722-727.
[7]	秦超, 戴曦, 杨小琼, 王荣丽, 王星, 李国平. 和厚朴酚对哮喘小鼠肺组织炎症反应的干预作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(02): 214-220.
[8]	周亚宾, 华进, 戚伶俐, 代露, 庞晓丽. 姜黄素预处理对急性缺血再灌注模型大鼠肝脏的保护作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(02): 297-301.
[9]	郭向辉, 郑慧, 吴巍. 白头翁皂苷B4对慢性肾功能衰竭大鼠肾组织的保护作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(01): 90-95.
[10]	李金花, 金颖, 李俊峰, 李莉. 芝麻素对AD模型小鼠学习和记忆能力的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(06): 1275-1280.
[11]	宋娜, 苏东峰, 刘晓燕, 高宇, 刘畅, 李丽慧. 大豆异黄酮对2型糖尿病围绝经期模型大鼠氧化应激损伤的保护作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(06): 1310-1314.
[12]	赵翠, 王淼, 张颖, 冯玉梅, 曹亚文, 蒋海森, 李伟. 姜黄素对睡眠剥夺小鼠认知功能的改善作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(06): 1373-1378.
[13]	熊芳, 龙梅芳, 叶小群. xCT与肿瘤和肿瘤干细胞关系的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(06): 1459-1464.
[14]	许东亮, 彭朝晖, 熊美才. 姜黄素对骨质疏松大鼠种植体骨结合的促进作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(04): 877-881.
[15]	王紫嫣, 王泽雨, 王国强, 关雪娃, 庞志强, 郭英俏, 袁语泽, 冉楠, 刘月, 王放. 抑眩宁颗粒对小鼠和大鼠缺血性眩晕的治疗作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(03): 546-550.

姜黄素对高胆固醇血症模型大鼠脑微循环障碍的改善作用及其机制

Improvement effect of curcumin on cerebral microcirculation disorder in hypercholesterolemia model rats and its mechanism

RichHTML

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 23

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 10