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神经化学研究

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  • 【讨论】-研究发现“避蚊胺” 对神经系统有害

    研究发现“避蚊胺” 对神经系统有害英国《BMC生物学》杂志5日刊登一项最新研究结果表明,驱蚊剂“避蚊胺”(DEET)对中枢神经系统中一种关键酶的活性有抑制作用,研究人员认为有必要重新深入研究这种驱蚊剂的安全性。 由法国研究人员领导的一个国际小组研究发现,“避蚊胺”能抑制乙酰胆碱酯酶的活性,而这种酶在昆虫和哺乳动物的中枢神经系统中都非常关键。 研究人员说,“避蚊胺”常与其他杀虫剂混用,但它在与氨基甲酸盐类杀虫剂混用时毒性会增强。研究人员认为,出于对公众健康安全的考虑,应该重新对“避蚊胺”的安全性进行深入研究。 “避蚊胺”于20世纪中期被发明,化学名称为二乙基甲苯酰胺。它可以有效趋避蚊、蠓、蚋、蝇和跳蚤等昆虫,因此在全世界一直得到广泛使用。(信息来源:新华网)

  • 光学显微成像技术在神经科学研究中的应用

    [align=left][font=宋体][color=#374151]摘要:光学显微成像技术在神经科学研究中发挥着不可或缺的作用。文章将深入探讨两种主要的光学显微成像技术,即荧光显微镜和多光子显微镜,在神经科学领域的应用案例。我们首先介绍了这些技术的基本原理和发展历程,然后详细描述了它们在神经细胞成像、突触可塑性研究和脑功能成像中的应用。通过这些案例,我们展示了光学显微成像技术在神经科学研究中的重要性,以及它们对我们深入理解神经系统的贡献。[/color][/font][/align][font=宋体][color=#374151]关键词:神经科学、荧光显微镜、多光子显微镜、神经细胞成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术自17世纪以来一直在科学研究中扮演着重要的角色。随着技术的不断发展,光学显微镜已经成为许多科学领域的核心工具之一,尤其在生命科学和神经科学领域。文章将深入探讨光学显微成像技术在神经科学研究中的应用案例,重点介绍荧光显微镜和多光子显微镜这两种主要技术的原理和应用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]一、光学显微成像技术应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.荧光显微镜的应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜是一种广泛应用于神经科学研究的工具,它使用荧光染料或标记物来可视化和研究神经系统的结构和功能。以下是荧光显微镜在神经科学研究中的应用案例,包括神经细胞成像、突触可塑性研究、脑疾病研究等方面。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](1)神经细胞成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在观察和研究神经细胞的结构和功能方面发挥了关键作用。通过使用荧光标记的抗体或分子探针,研究人员可以可视化神经元的不同结构,包括轴突、树突、细胞核等。这有助于研究神经细胞的形态特征以及它们在不同生理条件下的变化。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](2)突触可塑性研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在突触可塑性研究中也具有重要应用。突触可塑性是指突触的结构和功能如何受到刺激和学习的影响。通过标记突触相关的蛋白质或分子,研究人员可以实时观察突触的变化,如突触增强或突触抑制,以深入理解学习和记忆的神经机制。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](3)脑功能成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在脑功能成像方面也具有潜力。通过将钙指示剂或光遗传学标记物引入神经元,研究人员可以实时监测神经元的活动。这种技术使我们能够理解大脑不同区域的活动模式,以及不同刺激下神经元的响应。这对于研究认知过程、行为和神经疾病有着重要意义。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](4)神经干细胞研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜也被广泛用于研究神经干细胞。通过标记和追踪神经干细胞的命运和分化过程,研究人员可以理解神经系统的发育和再生机制。这对于神经系统修复和治疗神经系统疾病具有潜在应用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](5)荧光标记的蛋白表达[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜也可用于研究不同蛋白质在神经系统中的表达和定位。通过使用荧光标记的蛋白表达技术,研究人员可以观察不同蛋白质的分布和相互作用,从而深入理解神经系统中的信号传导和调控。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](6)脑疾病研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在研究脑疾病方面也发挥着关键作用。研究人员可以使用荧光显微镜来研究神经系统疾病的病理机制,如帕金森病、阿尔茨海默病和精神分裂症。这有助于发现潜在的治疗方法和药物筛选。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在神经科学研究中的应用是多方面的,涵盖了神经细胞成像、突触可塑性研究、脑功能成像、神经干细胞研究、蛋白质表达和脑疾病研究等多个领域。这一技术为神经科学家提供了非常强大的工具,帮助他们深入理解神经系统的结构和功能,以及与神经相关的疾病的机制。未来,随着技术的不断发展,荧光显微镜将继续在神经科学领域中发挥关键作用,为我们揭示神经系统的奥秘提供更多的洞察力。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.多光子显微镜的应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜(Multi-Photon Microscopy)是一种先进的成像技术,它利用非线性光学效应,如多光子吸收,为神经科学家提供了强大的工具,用于研究神经系统的结构和功能。相比传统的荧光显微镜,多光子显微镜具有许多显著的优势,包括更深的成像深度、较少的光损伤、更少的荧光标记物和更高的空间分辨率。以下是多光子显微镜在神经科学研究中的应用领域:[/color][/font][font=宋体][color=#374151](1)脑功能成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]脑功能成像是多光子显微镜的一个主要应用领域。这种技术允许研究人员实时观察活体动物的脑活动,包括神经元的兴奋与抑制、突触传递和脑区之间的相互作用。多光子显微镜能够提供高分辨率的三维图像,而无需使用荧光标记物。这对于研究大脑的基本功能、学习和记忆等过程至关重要。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](2)钙离子成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]钙离子在神经元内起着关键的信号传导作用。多光子显微镜可以用于监测神经元内的钙离子浓度变化,这对于理解神经元的兴奋性和突触传递至关重要。通过使用荧光钙染料,研究人员可以实时观察神经元内钙离子浓度的动态变化,以及不同神经元之间的协同作用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](3)神经元形态学研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜在研究神经元的形态学和结构上也具有独特的优势。它可以提供高分辨率的三维成像,允许研究人员详细观察神经元的分支结构、突触连接和细胞器的分布。这对于理解神经元的连接方式、发展和退行性疾病的机制至关重要。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](4)活体动物模型研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜也在活体动物模型研究中发挥着关键作用。研究人员可以使用这种技术观察小鼠、果蝇等模型动物的脑活动,从而研究不同物种的神经系统功能和行为。这对于神经药理学、疾病建模和药物筛选具有重要意义。[/color][/font][font=宋体][color=#374151](5)细胞内成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜也可用于单个神经元或突触的细胞内成像。这允许研究人员观察细胞内的亚细胞结构、蛋白质运输和突触形成等过程。这对于研究神经元的分子机制和突触可塑性非常有帮助。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜的应用领域不仅局限于神经科学,还扩展到其他生命科学领域,如细胞生物学、免疫学和生物医学研究。其高分辨率和深层成像能力使其成为许多领域中不可或缺的工具。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]尽管多光子显微镜在神经科学研究中具有巨大的潜力,但它也面临着一些挑战。其中之一是成像速度,尤其在观察大脑活动时,需要高速成像以捕捉快速的神经事件。另一个挑战是数据处理和分析,因为高分辨率、三维和四维成像产生了大量的数据,需要强大的计算资源和分析工具。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]未来,我们可以期待多光子显微镜技术的不断改进和发展,以应对这些挑战。新的激光技术、荧光标记物和成像算法将继续推动这一领域的进展,为我们深入理解神经系统的复杂性提供更多的洞察力。多光子显微镜将继续在神经科学领域中发挥关键作用,有望帮助我们解决一些最具挑战性的神经科学问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]二、光学显微成像技术在神经科学研究中的应用存在问题[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术在神经科学研究中的应用虽然具有众多优势,但也存在一些问题和挑战,这些问题需要科研人员不断努力来解决。以下是一些存在问题:[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.有限的成像深度[/color][/font][font=宋体][color=#374151]传统的光学显微成像技术受到光的折射和吸收的限制,导致成像深度受到限制。这在研究深层脑区时成为问题,因为光无法有效透过多层组织,导致深层神经元无法清晰成像。多光子显微镜已经在这一方面取得了进展,但仍然存在深度限制。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.光损伤和毒性[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光标记物和强光源在成像过程中可能对生物样本产生光损伤和毒性作用。这对于活体成像和长时间观察是一个挑战,因为它可能导致样本的退化和死亡。科研人员需要努力寻找更温和的成像方法和标记物,以减轻这些问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]3.数据量庞大[/color][/font][font=宋体][color=#374151]高分辨率和多维成像技术产生大量的数据,需要强大的计算资源和复杂的数据分析工具。处理和管理这些数据可能是一个挑战,尤其是在长期实验和大规模成像项目中。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]4.标记物的选择[/color][/font][font=宋体][color=#374151]合适的荧光标记物对于获得高质量的成像数据至关重要。然而,选择适当的标记物可能会受到限制,因为一些标记物可能会干扰样本的正常生理活动,或者不适合特定的实验条件。因此,需要不断开发新的标记物和成像方法。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]5.解析度限制[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像的分辨率受到光的波长限制,通常受到绕射极限的限制。虽然一些超分辨率成像技术已经出现,但它们仍然无法突破光学分辨率极限。这可能会限制对神经系统微观结构的精确观察。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]6.活体成像的挑战[/color][/font][font=宋体][color=#374151]对于活体成像,尤其是在大脑中,样本的运动和呼吸等因素可能导致成像失真。稳定和精确定位样本是一个技术挑战。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]尽管存在这些问题,光学显微成像技术仍然是神经科学研究的不可或缺的工具,因为它们提供了独特的实时、高分辨率和非侵入性的成像能力。科研人员不断努力解决这些问题,通过技术创新和改进,光学显微成像技术有望继续为神经科学领域的研究提供更多洞察力。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]三、下一步研究方向[/color][/font][font=宋体][color=#374151]基于上述问题,光学显微成像技术在神经科学研究中的应用仍然需要不断改进和发展。下面是可能的下一步研究方向,以解决这些问题:[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.改进成像深度[/color][/font][font=宋体][color=#374151]研究人员可以探索新的成像方法,如双光子显微镜和光学波前调制成像,以增加成像深度。此外,开发新的光学透明样本制备技术,如透明大脑样本技术,可以帮助克服深度限制问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.减少光损伤和毒性[/color][/font][font=宋体][color=#374151]研究人员可以寻找更温和的成像条件,减少光损伤和荧光标记物的毒性。此外,使用先进的成像系统,如自适应光学成像,可以减小激光功率,同时保持高分辨率。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]3.数据管理和分析工具[/color][/font][font=宋体][color=#374151]开发更强大的数据管理和分析工具,以处理庞大的成像数据。机器学习和深度学习方法可以帮助提高数据分析的效率,并自动检测和量化细胞和结构。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]4.标记物的改进:寻找更多、更具选择性的标记物,以减少对样本的干扰。这可以包括荧光标记物的改进、发展新的基因表达标记和探测技术。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]5.突破分辨率极限[/color][/font][font=宋体][color=#374151]进一步发展超分辨率成像技术,以突破传统光学分辨率极限,获得更高的细节分辨率。例如,结构光显微镜和单分子成像技术可以帮助提高分辨率。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]6.活体成像技术改进:研究人员可以探索新的样本固定和稳定技术,以减小样本运动对成像的影响。另外,开发新的活体成像方法,如头部悬置成像和小型显微成像技术,可以帮助在动态活体条件下进行成像。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]7.多模态成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]结合不同的成像技术,如光学显微镜与电生理记录、光学显微镜与功能磁共振成像(fMRI)等,以获得更全面的神经科学数据。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]8.多尺度成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]开发多尺度成像方法,能够在微观和宏观水平上同时观察神经系统的活动,从神经元到整个脑区。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]这些研究方向代表了改进和扩展光学显微成像技术在神经科学研究中的应用的可能途径。通过不断的技术创新和跨学科合作,神经科学家和工程师有望克服这些问题,提高光学显微成像技术的效能和应用广度,以更深入地理解神经系统的复杂性。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]四、结论[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术在神经科学研究中的应用案例清楚地表明,这些技术在揭示神经系统的复杂性和功能中起到了关键作用。然而,这仅仅是一个开始,未来仍有许多挑战和机遇等待我们探索。例如,新的成像技术和荧光标记方法的不断发展将进一步扩展我们的研究领域。此外,将光学显微成像技术与其他分子生物学和生物化学技术相结合,可以更全面地理解神经系统的功能。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]在未来,我们可以期待更高分辨率、更深层次的成像以及更多三维和四维成像的发展。这将有助于解决神经科学中的一些最具挑战性的问题,如神经网络的复杂性和神经退行性疾病的机制。光学显微成像技术将继续为神经科学研究提供有力的工具,推动我们对大脑和神经系统的理解不断深入。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]参考文献:[/color][/font][font=宋体][color=#374151][1]高宇婷,潘安,姚保利等.二维高通量光学显微成像技术研究进展[J].液晶与显示,2023,38(06):691-711.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][2]王义强,林方睿,胡睿等.大视场光学显微成像技术[J].中国光学(中英文),2022,15(06):1194-1210.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][3]章辰,高玉峰,叶世蔚等.自适应光学在双光子显微成像技术中的应用[J].中国激光,2023,50(03):37-54.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][4]曹怡涛,王雪,路鑫超等.无标记光学显微成像技术及其在生物医学的应用[J].激光与光电子学进展,2022,59(06):197-212.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][5]关苑君,马显才.光学显微成像技术在液-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]分离研究中的应用[J].中山大学学报(医学科学版),2022,43(03):504-510.DOI:10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.Univ (med.sci).2022.0319.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][6]陈廷爱,陈龙超,李慧等.结构光照明超分辨光学显微成像技术与展望[J].中国光学,2018,11(03):307-328.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][7]安莎. 轴平面光学显微成像技术及其应用研究[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所),2021.DOI:10.27605/d.cnki.gkxgs.2021.000055.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][8]杜艳丽,马凤英,弓巧侠等.基于空间光调制器的光学显微成像技术[J].激光与光电子学进展,2014,51(02):13-22.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][9]莫驰,陈诗源,翟慕岳等.脑神经活动光学显微成像技术[J].科学通报,2018,63(36):3945-3960.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][10]张财华,赵志伟,陈良怡等.自适应光学在生物荧光显微成像技术中的应用[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2017,47(08):26-39.[/color][/font]

  • 【转帖】《生物化学杂志》:三种蛋白在神经细胞修复中起重要作用

    俄亥俄州哥伦布市一项新的研究表明,成熟脑细胞表面的三种特定蛋白量的增加可促使细胞产生新的生长延伸。该研究探讨了小鼠脑神经细胞上的三个相关的受体蛋白:GPR3,GPR6和GPR12。当研究人员增加这三种蛋白的量后,细胞生长延伸比蛋白水平正常时的神经细胞的生长大三倍,延伸速度比对照细胞快4-8倍。俄亥俄州立大学医学中心的项目主持人Yoshinaga Saeki说,“我们的研究结果显示,这三种蛋白可能是用于治疗中风、脑和脊髓损伤及神经退行性疾病的重要靶点。”该研究刊登在4月6日的《生物化学杂志》(Journal of Biological Chemistry)上。 这些蛋白量的增加与神经细胞cAMP内的一种重要的信号分子的水平的增加有关。这个分子在调控神经细胞生长、分化和生存,以及传输神经冲动的轴突再生中起着关键作用。随着哺乳动物神经细胞的成熟,其细胞内的cAMP水平下降,这可以部分解释为什么成熟神经细胞受损的轴突不能再生。神经外科副教授、俄亥俄州州立dardinger神经肿瘤及神经科学实验室主管Saeki声称,“我们的发现为cAMP在轴突生长中起着重要作用这一观点提供了更多证据,并显示出这些受体蛋白可能在调节神经细胞cAMP的产生中起主要作用。” 该研究的第一作者Shigeru Tanaka是Saeki所在实验室的一名博士后研究员。在本项研究中,他与同事从小鼠与大鼠脑组织神经母细胞瘤中取得神经细胞,使之在培养基中生长以了解更多关于这三种蛋白及其调控cAMP生长中的作用。他们向这些细胞中注入三种基因以增加这三种蛋白的含量水平,然后用一种被称为核糖核酸干扰的实验室技术关闭这三种蛋白的产生。上述三个蛋白分子中GPR3在神经细胞中最为丰富,而GPR12刺激神经细胞延伸的作用最强。研究表明,阻断GPR3的产生会大大减慢神经细胞的生长速度,研究者们通过修复GPR3或GPR12的产生扭转了这种效应。三种蛋白质的含量水平高也与较高水平的cAMP有关,同时GPR6和GPR12能增加两倍到三倍的水平。 Saeki说,“总的来说,我们的研究结果显示,这三种蛋白能加快神经细胞的生长即使在抑制分子的存在下也是如此,我们迫切希望能找出可以在临床前中风或脊髓损伤动物模型身上重现此结果的方法。”来源:生物谷

  • 【金秋计划】黄芪桂枝五物汤治疗糖尿病周围神经病变的研究进展

    随着人口老龄化,糖尿病患病率持续上升,最新数据显示全球大约有5.366亿人患有糖尿病(患病率10.5%),预计到2045年患病人数将达到7.832亿(患病率12.2%)[1]。随着时间的推移,大约50%的糖尿病患者会发展为糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy,DPN)[2]。DPN是一种以感觉神经病变为主,并累及自主神经系统的神经退行性疾病,表现为远端肢体对疼痛、温度、振动和本体感觉的丧失[3],是下肢截肢和致残性神经病理性疼痛的主要原因[4]。高血糖、血脂异常、微血管损伤、氧化应激、炎症、线粒体功能障碍、晚期糖基化终末产物(advanced glycosylation end products,AGEs)、神经营养因子缺失等在DPN中具有重要作用。目前,治疗DPN的主要目的是缓解症状和疼痛管理[5],针对DPN的疼痛管理,主要应用抗抑郁药物、抗惊厥药物和阿片类镇痛药物,通过抗氧化应激、改善微循环、纠正代谢紊乱、营养神经、缓解疼痛等机制减轻DPN症状。临床上大多数被批准用于治疗DPN的药物如硫辛酸、依帕司他、阿米替林、丙米嗪、加巴喷丁等,虽能有效减轻疼痛,但存在作用途径单一、耐药性差,容易出现头晕、嗜睡、恶心、失眠、视力模糊等不良反应。此外,目前没有新的治疗疼痛性DPN的疗法被批准,临床最有效的一线药物或联合用药尚不清楚[6]。因此,寻找新的治疗DPN的药物刻不容缓。黄芪桂枝五物汤(Huangqi Guizhi Wuwu Decoction,HGD)作为经典名方之一,由黄芪、桂枝、芍药、生姜、大枣组成,具有益气活血、和营通脉的疗效[7],对缓解DPN引起的疼痛、麻木等症状疗效显著,被广泛用于DPN的治疗,具有良好的研究价值和发展前景。本文就DPN的发病机制、HGD治疗DPN的药效基础、临床研究及作用机制进行综述,为HGD治疗DPN的临床应用提供科学依据和理论基础。 1 DPN的发病机制DPN是糖尿病患者常见的严重并发症之一,目前其发病机制尚未完全明确,是由多种病理因素相互作用的结果。以高血糖参与的异常代谢通路为基础,包括多元醇通路、AGEs堆积、己糖胺通路、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)信号通路、内质网应激等[8],这些异常的代谢通路可引起炎症反应、血管内皮增生、神经纤维损伤、破坏线粒体稳态,产生大量活性氧和活性氮自由基,导致氧化应激反应,造成组织损伤。此外活性氧的增加还会激活聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase,PARP)信号通路,导致神经血管损伤,诱发氧化应激,而氧化应激又会对通路形成正反馈,造成恶性循环。除了高血糖引起的异常代谢通路外,脂代谢异常、神经生长因子(nerve growth factor,NGF)及神经营养不足、胰岛素抵抗等[9]也与DPN的发生发展密切相关。研究发现,糖尿病患者血浆游离饱和脂肪酸的浓度通常会升高,而长链饱和脂肪酸,如棕榈酸酯和硬脂酸酯,会阻碍线粒体的功能及其运输,导致感觉背根神经节的神经元凋亡[10]。脂代谢异常会生成二酰甘油,刺激多元醇通路和PKC通路,细胞内的游离脂肪酸还能够激活核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB),诱发炎症反应,刺激产生活性氧,破坏线粒体,加剧氧化应激反应[11]。NGF能促进中枢和外周神经元的生长、发育、分化、成熟,维持神经系统的正常功能,加快神经系统损伤后的修复[12]。有研究发现,在糖尿病动物皮肤中,NGF的产生受到抑制[13]。胰岛素信号传导也可能是引起DPN的原因之一,胰岛素不仅是一种激素,同时也是一种具有神经营养作用的神经保护因子[14]。炎症反应主要通过释放炎症因子参与DPN的发生和发展,细胞间黏附因子促进白细胞的迁移和活化,在趋化因子的影响下,单核细胞和巨噬细胞等吞噬细胞到达DPN受损组织并激活,然后分泌包括白细胞介素(interleukin,IL)在内的多种炎性因子,如IL-1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等[15]。这3种炎症因子可以影响DPN神经损伤,破坏雪旺细胞与轴突之间的沟通[16-17],DPN的发生和严重程度与TNF-α在内的炎症因子相关联,炎症因子参与疼痛和痛觉过敏的产生,并增加血神经屏障的渗透性,将TNF-α注射到坐骨神经可诱导炎症性脱髓鞘或轴索变性[18]。氧化应激被认为是导致DPN多种代谢途径受损的共同引发因素,大量研究表明高血糖可导致氧化应激的产生,并对周围神经中的神经元和雪旺细胞产生损伤[19]。引发氧化应激的原因是活性氧的过量产生,氧化还原平衡被打破导致抗氧化系统失调[20],最终造成组织损伤。高血糖引起的异常代谢通路:多元醇通路、AGEs通路、PARP通路等最终都会引起细胞内氧化应激反应,多元醇通路和PARP通路中消耗了大量的还原性辅酶,导致胞内活性氧清除能力不足,AGEs代谢过程中产生大量活性氧,导致氧化应激反应。综上,DPN的发病机制十分复杂,其病理生理学的核心是神经代谢受损和生物能衰竭[9],高血糖及异常代谢通路、胰岛素抵抗、脂代谢异常、NGF缺失、炎症反应、氧化应激等机制相互影响,造成恶性循环,损伤周围神经组织,最终导致DPN的发生。 2 HGD治疗DPN的方证基础和药效基础2.1 方证基础在中医理论中并未记载DPN病名,但根据其肢体麻木、疼痛等症状可归属于中医“痹证”“痛证”“痿痹”等范畴[21]。《素问奇病论》中提出“此肥美之所发也,此人必数食甘美而多肥也。肥者令人内热,甘者令人中满,故其气上溢,转为消渴。”消渴患者病因多为饮食不节、情志失调等,燥热内盛,煎熬阴液,气血滞而不行。《黄帝内经素问痹论》[22]曰:“病久入深,荣卫之行涩,经络时疏,故不痛,皮肤不营,故为不仁。”消渴日久,但见手足麻木,肢体如冰。DPN病机多因消渴日久,气阴损耗,阴虚邪热内生,精华内涸,导致血气凝滞,络脉不通,不能外输四肢而发病,属本虚标实,瘀血贯穿了疾病的始终。倪青教授认为,该病主要病机可总结为虚、瘀,虚即气阴亏虚,瘀为瘀血阻络,因虚致瘀,虚瘀相兼,虚为本,瘀为标,贯穿DPN的始终[23]。仝小林院士认为DPN属于糖尿病“郁、热、虚、损”4大阶段中的虚、损阶段,脏腑热、经络寒,总以脾虚为本,通补兼施、寒热并用是仝院士辨治DPN的治疗大法[24]。《素问逆调论》[22]云:“营气虚则不仁,卫气虚则不用。”肌肉筋骨失于濡养,故见手足麻木、感觉减退,犹如风痹之状;气阴两虚迁延不愈,阴损及阳,阳虚失煦,故四肢厥冷;气血阴阳俱虚,血行缓滞因热成瘀,痹阻脉络,不通则痛,故见皮肤肌肉刺痛,入夜尤甚;久病肝肾脾胃虚弱,聚湿成痰,痰瘀互结,肢体脉络失荣,故见肌肉日渐萎缩、软弱无力。张仲景在《金匮要略》中对血痹虚劳进行了论述,认为血痹、虚劳都是由于气血不足引起的慢性虚损性疾病,因此,DPN与血痹虚劳具有相关性[25]。HGD出自《金匮要略血痹虚劳病脉证治篇》,是治疗素体营卫不足,外受风邪所致血痹的常用方。方中黄芪补气,为君药。桂枝既能扶助卫阳以祛风邪,又能温通血脉以行血滞,与黄芪相伍,共奏益气扶阳,和血通痹之效。芍药养血,与桂枝相伍,共奏调和营卫,和血通痹之效,2药共为臣药。生姜、大枣养血益气,助芪、芍之力,又能调和营卫,扶阳祛风,共为佐使。诸药相伍,共奏补气温阳,和血通痹之功。2.2 药效基础现代药理实验证明,HGD的主要活性成分为黄酮类和苷类,如毛蕊异黄酮葡萄糖苷、毛蕊异黄酮和刺芒柄花素,可促进胰岛素释放而发挥降糖作用[26]。网络药理学预测HGD可以通过抗氧化应激、抗炎、阻止胆碱能神经信号传递、降低内质网应激水平等[27],直接或间接地发挥保护神经纤维、减轻疼痛、促进能量代谢及神经修复的作用。黄芪性甘,微温,有敛疮生肌、益卫固表、补气升阳的作用[28]。药理实验和临床研究表明,黄芪在抗炎、抗氧化、改善微循环、降血糖、增强免疫等方面疗效显著[29-31]。黄芪皂苷IV是黄芪的主要活性成分之一,《中国药典》2020年版将黄芪皂苷IV确定为黄芪质量控制的重要指标。研究发现,黄芪皂苷IV 24 mg/kg可有效提高DPN大鼠腓总神经运动传导速度,降低血糖浓度和糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,GHb)水平,减少神经细胞中AGEs的积累,从而有效抑制DPN大鼠有髓纤维面积的减少和节段性脱髓鞘的增加[32]。Yin等[33]通过构建DPN大鼠模型和DPN雪旺细胞损伤模型发现,黄芪皂苷IV 80 mg/kg能够通过增强自噬,减轻雪旺细胞凋亡引起的DPN髓鞘损伤,改善神经功能。Ben等[34]应用黄芪皂苷IV 60 mg/kg连续12周干预DPN大鼠模型,发现黄芪皂苷IV能够改善DPN大鼠背根神经节中线粒体的损伤,显著减少DPN大鼠的机械性异常疼痛,提示黄芪皂苷IV在治疗DPN中有着巨大潜力。桂枝具有散寒解表、温通经脉的功效,临床常用于镇痛、抑菌、抗过敏及促进血管舒张、抗血小板聚集等[35-36]。目前DPN的发病机制被认为与胰岛素缺乏或胰岛素抵抗、高血糖和血脂异常有关[6],桂枝提取物不仅具有降血糖的作用[37-38],还可以减少肠道对胆固醇和脂肪酸的吸收[39]。现代药理研究发现,桂枝主要含有挥发油类和有机酸类化合物成分[40],其中挥发油中的主要药效成分为肉桂醛。Chun等[41]通过构建肉桂醛调控的编码基因对周围神经变性影响的生物信息学分析发现,肉桂醛能够通过影响雪旺细胞氧化应激反应而抑制周围神经变性。背根神经节神经元对高葡萄糖浓度应激的易感性与DPN的发生发展有关,是DPN损伤的靶细胞[42]。Shi等[43]通过构建高糖诱导的背根神经节神经元细胞模型发现,肉桂醛100 nmol/L能够通过抑制NF-κB通路,从而起到保护背根神经节神经元作用,减少细胞凋亡。另有研究发现,肉桂醛20、40 mg/kg可显著降低糖尿病大鼠的血糖水平,逆转糖尿病大鼠的神经炎症反应和神经递质水平的变化,提示肉桂醛在防治DPN方面具有巨大潜力[44]。现代药理研究发现,白芍化学成分主要有单萜及其苷类、三萜类、黄酮类等,具有抗炎、镇痛、抗血栓、抗氧化、降血糖等作用[45-46]。Huang等[47]通过大鼠坐骨神经受损实验发现,白芍提取物能显著增强神经突起的生长及其生长相关蛋白和突触素的表达,有助于促进周围神经再生,提示白芍提取物可能是一种潜在的神经生长促进因子。《中国药典》2020年版中将芍药苷定量控制作为对白芍的含量测定项,表明芍药苷是白芍的重要质量标志物。研究发现,芍药苷100 μmol/L具有显著的抗氧化应激作用,可以通过激活核因子E2相关因子2(nuclear factor E2 related factor 2,Nrf2)/抗氧化反应元件(antioxidant response element,ARE)信号通路保护雪旺细胞免受高糖诱导的氧化损伤[48]。朱晏伯等[49]通过观察芍药苷对高糖环境下雪旺细胞线粒体动力学的影响,发现芍药苷100 μmol/L能促进高糖环境下雪旺细胞线粒体融合,降低分裂,维持线粒体动力学平衡,改善线粒体形态与功能,降低雪旺细胞凋亡。邢琪昌等[50]构建了芍药苷-疾病-靶点网络分析,结果得出芍药苷具有降血糖、抗氧化、减轻神经炎症和疼痛等功效,在治疗DPN中具有潜在的应用价值。生姜是一种广泛使用的药食同源类中药,具有辛温解表、温里散寒的功效[51],现代药理研究表明生姜具有抗炎镇痛、抗糖尿病、增强免疫力等作用[52]。生姜可通过促进外周血葡萄糖的利用,纠正受损的肝肾糖酵解,限制糖异生物质的形成,从而有效地控制组织糖原含量[53]。此外,炎症反应与DPN的发生发展密切相关[54],生姜提取物还能够显著抑制炎性因子IL-6和TNF-α的表达,减轻白细胞浸润或水肿的形成,起到保护神经的作用[55]。Shen等[56]通过构建DPN大鼠模型,并用生姜提取物进行治疗,发现生姜提取物不仅可以减轻疼痛,还可以调节DPN大鼠肠道菌群微生物的组成,表明生姜提取物靶向肠道微生物群可能是治疗DPN的一种新治疗策略。6-姜烯酚是生姜中的重要生物活性化合物之一[57],已广泛用于治疗多种疾病。Nurrochmad等[58]研究发现,6-姜烯酚15 mg/kg和生姜提取物400 mg/kg能够降低血糖,减轻糖尿病神经疼痛小鼠模型的热痛和机械疼痛,减轻坐骨神经微结构受损程度,提示6-姜烯酚和生姜提取物对糖尿病神经疼痛小鼠具有抗痛觉过敏和神经保护作用。大枣具有增强免疫、抗氧化的功效[59]。小胶质细胞激活介导的神经炎症在DPN神经病理性疼痛中起着重要作用[60]。大枣提取物对小胶质细胞的激活有抑制作用,可减轻小胶质细胞一氧化氮释放的增加,同时降低促炎因子IL-6、IL-1β和TNF-α的表达,改善神经性疼痛[61]。另有研究证实,大枣提取物还能促进神经末梢乙酰胆碱释放,刺激胰腺细胞促进胰岛素释放,起到降低血糖的作用[62]。Kaeidi等[63]将大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤PC12细胞作为DPN体外模型,研究大枣提取物对PC12细胞中葡萄糖诱导的神经毒性的神经保护作用,发现大枣提取物300 μg/mL可降低高葡萄糖诱导的细胞毒性,并阻止活性氧的生成,抑制神经细胞凋亡,表明大枣提取物具有减轻DPN的治疗潜力。上述研究为阐明HGD是治疗DPN的标准方剂提供了有力证据。药效基础研究发现,5味中药能够通过降血糖、抗炎、抗氧化、修复受损神经、调节肠道微生物群、改善线粒体形态与功能等多种途径防治DPN的发生发展。然而关于HGD全方治疗DPN的研究尚缺乏相关模型的入血成分、药动学分析,因此利用现有中药分析技术明确其药效物质基础,特别是HGD体内外化学成分分析及量效关系研究,在治疗DPN方面具有重要意义。3 HGD治疗DPN的临床研究近年来,临床研究证明使用HGD可有效治疗DPN,通过增减药味,或联合化学药、其他方剂及外用疗法,达到治疗疾病,改善患者生活质量的目标。3.1 原方应用在临床治疗治疗中,因为患者年龄、病程、症状严重程度等不同,所以直接采用原方剂量治疗的案例比较少。胡宗华[64]将90例DPN患者分为对照组和观察组,对照组给予甲钴胺片治疗,观察组给予HGD治疗,结果显示观察组空腹血糖、餐后血糖、血液流变学指标均低于对照组。雷琳丽[65]应用HGD治疗DPN患者发现,HGD组空腹血糖、感觉神经传导速度、下肢振动感觉阈值均优于甲钴胺组,总有效率达93.33%。这2项临床研究表明HGD对于缓解DPN患者的血糖及症状方面效果显著。3.2 复方加减联合化学药HGD加减和甲钴胺联合应用,可明显改善患者四肢麻木、烧灼、疼痛、针刺感等临床症状[66],降低血清TNF-α炎性因子,提高超氧化物歧化酶水平[67]。HGD加减与盐酸法舒地尔注射液组合可以降低DPN患者空腹血糖、餐后2 h血糖、HbA1c、总胆固醇等指标,显著改善感觉神经传导速度和运动神经传导速度[68]。在一项为期12周治疗DPN的研究中[69],HGD、依帕司他、长春西汀注射液三者联合治疗,周围神经传导速度显著提高,中医证候积分较治疗前显著降低且优于对照组,血糖得到明显改善。根据以上临床研究,发现HGD加减联合化学药可有效降低患者血糖水平,抑制炎症反应发生及发展,改善氧化应激,减轻麻木、疼痛等临床症状,进而提升了患者的生活质量。可总结以下用药加减规律:若舌脉以血瘀为主,临床症状以刺痛为主,则加用当归、川芎、桃仁、三七等活血类药物;若患者肢体疼痛以刺痛且有定处为主,则加用鸡血藤、红花、牛膝、丹参等活血祛瘀止痛类药物;若患者肢体疼痛加重,出现入夜痛甚,则加用全蝎、地龙、没药、乳香等以痛经活络消痹止痛;若患者肢体出现水肿,则加用苍术、薏苡仁、木瓜等利水除湿、通络除痹。目前常用的化学药有甲钴胺、依帕司他、阿司匹林肠溶片、盐酸法舒地尔等药物。见表1。图片3.3 复方加减联合其他方剂相比于单独应用和联合化学药应用,HGD联合当归四逆汤、补阳还五汤、桃红四物汤等方剂治疗DPN,也取得良好的疗效。HGD联合当归四逆汤治疗DPN患者后,患者肢体冰冷、疼痛和麻木等临床症状大幅减轻,神经系统反射基本恢复正常[79],患者肢体血流速度得到改善[80]。HGD和补阳还五汤组合治疗总有效率达92%,临床症状明显缓解,神经传导速度增幅较高,密歇根糖尿病审计病变积分明显低于对照组[81]。连珍珍等[82]应用HGD合桃红四物汤加减治疗DPN研究显示,患者治疗前后血糖、HbA1c、中医证候积分、密歇根糖尿病审计病变积分、神经传导速度均有好转。当归四逆汤温经散寒、养血通脉,主治血虚寒厥证。补阳还五汤具有补气、助阳、通络化瘀的功效,主治气虚血瘀之证。桃红四物汤养血活血,主治血虚兼血瘀证。HGD联合补阳还五汤、当归四逆汤、桃红四物汤等方剂治疗DPN,能够有效减轻患者肢体冰冷、疼痛麻木等临床症状,改善神经传导速度,降低血糖。DPN的病因病机复杂多样,但以虚为本、瘀为标,肌肉筋骨失于濡养,致使手足麻木、厥冷、痹阻脉络、不通则痛。因此在临床治疗中,应补气补血补阳、活血化瘀通络。3.4 复方加减联合针灸在临床中,HGD还可以联合针灸治疗DPN。在孟凡冰等[83]的临床研究中,服用HGD,同时联合针灸治疗,血液黏度、多伦多临床评分均下降,神经传导速度也显著提升。赵荣等[84]研究发现,经HGD联合针灸治疗DPN后,患者肢体麻木、疼痛、无力的症状明显好转,中医证候积分量表较治疗前下降,对比患者治疗前后血常规、肝肾功能、心电图指标,差异无统计学意义,表明HGD联合针灸治疗DPN临床疗效确切且安全性较高。相较于单用HGD加减治疗,联用针灸后,临床症状缓解方面疗效更佳。部分穴位如三阴交、太溪和内关穴下有神经走行,针灸针对神经直接刺激后,可明显提高对神经功能的良性调节作用。四肢关节以下的腧穴,如足三里、三阴交、曲池、内关等,能够起到疏通局部经络气血的作用。针对DPN的关键病机,辅以关元穴、肾俞穴、胰俞穴、脾俞穴等,能达到补虚培元、调和脏腑的功效。见表2。图片3.5 复方加减联合其他疗法此外,HGD还可以联合中药足浴、穴位敷贴、高压氧等疗法共同治疗DPN。一项临床实验显示[91],口服HGD联合中药足浴(丹参、艾叶、红花、凤仙透骨草、皂角刺各20 g,肉桂、川椒各10 g),临床疗效优于对照组。HGD配合涌泉穴穴位贴敷治疗DPN后,患者全血高切比黏度、全血低切比黏度、血浆黏度水平均明显下降,有效改善了患者的血糖水平[92]。以上临床实验表明,HGD治疗DPN效果显著,有单独应用、联合化学药、针灸、中药足浴和穴位贴敷等用法,有效改善DPN患者糖脂代谢、血液流变学,降低患者血糖水平、氧化应激指标,抑制炎症反应,降低中医证候积分,提高神经传导速度,减轻DPN患者疼痛、麻木、四肢厥冷等临床症状。4 HGD治疗DPN的机制研究4.1 降低血糖,改善糖脂代谢高血糖是糖尿病前期、糖尿病前期神经病变、DPN的主要危险因素[93],不仅会直接损伤神经,其介导的多种异常代谢途径,如多元醇通路、AGEs通路、己糖胺通路,会通过激活炎症反应、氧化应激、线粒体功能障碍等造成神经屏障破坏、周围微血管损伤,最终累及神经。除高血糖激活的异常代谢途径,最近的研究表明血脂异常也在DPN发生发展中起着重要作用[11]。刘曼曼等[94]研究发现HGD可有效降低DPN患者空腹血糖、餐后2 h血糖、HbA1c,患者肢体神经传导速度、麻、凉、痛等症状得到改善。林云梅等[95]采用HGD治疗DPN患者,检测患者血糖、血脂水平发现,治疗组空腹血糖、餐后2 h血糖、总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇均显著下降。这2项研究表明HGD能够有效调节DPN患者机体血糖、血脂水平,改善受损神经组织。4.2 抑制异常代谢通路4.2.1 抑制AGEs通路 在糖尿病患者中,神经组织被过度糖化,导致蛋白质、脂质、核酸等与还原糖类发生非酶促反应生成AGEs[96]。糖尿病患者皮肤和周围神经存在大量AGEs,特别是神经元、雪旺细胞、神经内膜和神经外膜微血管中[97]。AGEs与晚期糖基化终产物受体(receptor for advanced glycationend products,RAGE)结合后引起内皮功能障碍、氧化应激和促炎信号的传导[98]。方颖等[99]通过高脂饲养联合ip链脲佐菌素建立DPN大鼠模型,经HGD干预后,发现DPN大鼠血清IL-1β、TNF-α炎症因子的含量显著降低,其作用机制可能与减少AGEs蓄积,阻断AGEs/RAGE/NF-κB信号有关。4.2.2 调节内质网应激,抑制细胞凋亡 高血糖能够扰乱蛋白质稳态并上调未折叠的坐骨神经蛋白[100],而内质网腔内未折叠或错误折叠蛋白的积累会诱导内质网应激[101],最终激活环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白(C/EBP-homologous protein,Chop)导致细胞凋亡[102]。张岩等[103-104]通过构建DPN大鼠模型发现,经HGD组干预后,DPN大鼠Chop蛋白表达显著降低,HGD可以通过调节内质网应激途径抑制细胞凋亡。此外,HGD还能够显著降低坐骨神经细胞凋亡相关B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-12蛋白的表达,抑制坐骨神经细胞凋亡并改善和修复糖尿病大鼠坐骨神经损伤。内质网应激介导Chop凋亡蛋白的同时,也激活了c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)[105],JNK可以抑制髓鞘蛋白的产生,诱导雪旺细胞去分化,从而导致脱髓鞘和神经损伤的发生[106]。肖凡等[107]研究发现,HGD给药组DPN小鼠神经纤维和髓鞘出现再生,空腹血糖、鼠尾热痛觉敏感程度、坐骨神经传导速度、坐骨神经组织病理状态均显著优于模型组,JNK蛋白表达也显著减少,推测HGD可能通过抑制内质网应激水平来改善DPN大鼠坐骨神经功能、减轻坐骨神经组织损伤。4.3 抗炎镇痛DPN与炎症反应密切相关,炎症标志物的水平可以预测DPN的发生和发展[108]。多项临床研究证明,HGD可以有效降低IL-6、TNF-α等炎症因子水平,改善神经传导速度[109-110]。miR-146a是一种短链非编码RNA分子,miR-146a与糖尿病慢性并发症间存在独立的负相关关系[111],在长期高血糖的情况下,miR-146a的表达下降,NF-κB的抑制减弱,导致IL-1β和TNF-α炎性因子表达水平升高[112]。郭咏梅等[113]研究发现,HGD可以上调DPN大鼠模型miR-146a基因表达,降低DPN大鼠血清中炎症因子IL-1β和TNF-α水平,以及机械痛阈值,提高神经传导速度,推断HGD治疗DPN的机制与抑制炎症反应有关。周雯等[114]研究发现,HGD能够呈剂量相关性降低DPN大鼠血清IL-1β、TNF-α水平,减轻周围神经组织炎症损伤。4.4 抗氧化应激氧化应激被认为是导致DPN多种代谢途径受损的共同引发因素,过多的活性氧除造成轴突变性外,还会导致神经纤维的功能减退,与DPN的发生发展密切相关[115]。经HGD干预后DPN大鼠血糖、丙二醛水平显著下降,血清谷胱甘肽水平升高,提示HGD具有抗氧化作用[116]。硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)是一种广泛存在于生物体内的氧化还原调节蛋白,不仅可以通过清除活性氧来抵抗细胞内的氧化应激,还可以作为一种生长因子促进细胞的生长[117],而硫氧还蛋白互作蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)是Trx的生理抑制剂,能下调Trx表达。张文娓等[118]通过研究HGD对DPN大鼠周围神经组织Trx及TXNIP表达的影响,发现HGD可明显提高Trx的表达,降低TXNIP的表达,进一步表明HGD可通过抗氧化应激来治疗DPN。4.5 营养神经修复NGF在外周神经纤维重建和中枢神经系统的营养维持中具有重要作用[119],有研究发现NGF可明显缩短神经再生长和髓鞘再生时间[120]。多项实验研究表明HGD可有效改善DPN大鼠坐

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  • 【金秋计划】杜仲防治神经退行性疾病的机制研究进展

    [font=宋体]神经退行性疾病是由于神经元或其髓鞘丧失所致的一类慢性、进行性损害疾病,按其病情缓急可分为急性神经退行性疾病和慢性神经退行性疾病,前者包括脑缺血([/font]cerebral ischemia[font=宋体],[/font]CI[font=宋体])、脑损伤、癫痫([/font]epilepsy[font=宋体],[/font]EP[font=宋体]);后者包括阿尔茨海默病([/font]Alzheimer’s disease[font=宋体],[/font]AD[font=宋体])、帕金森病([/font]Parkinson’s disease[font=宋体],[/font]PD[font=宋体])、亨廷顿病([/font]Huntington’s disease[font=宋体],[/font]HD[font=宋体])、肌萎缩性侧索硬化([/font]amyotrophic lateral sclerosis[font=宋体],[/font]ALS[font=宋体])及不同类型脊髓小脑[color=var(--weui-LINK)]共济失调[i][/i][/color]([/font]spinocerebellar ataxias[font=宋体],[/font]SCA[font=宋体])等。随着我国人口老龄化现状的不断加剧,神经退行性疾病发病率日益升高,有研究推测我国[/font]2050[font=宋体]年[/font]AD[font=宋体]的患病人数可高达[/font]4 250[font=宋体]万[/font][sup][color=black][1][/color][/sup][font=宋体],已[/font][font=宋体]然成为危及老年人身体健康和生活质量的另一大类疾病。现代医学认为神经退行性疾病发病机制与[color=var(--weui-LINK)]氧化应激[i][/i][/color]、线粒体功能障碍、兴奋性毒素、免疫炎症等相关。鉴于致病因素复杂性及病理变化不可逆性,故迄今为止针对神经退行性疾病还未能提出有效的治愈手段,临床上所使用的药物也大多只能改善症状,不能延缓疾病发展,从根本上逆转进行性神经变性[/font][sup][color=black][2][/color][/sup][font=宋体]。因此,开发防治神经退行性疾病的药物已成为一项重要的研究内容,也是亟待解决的一大难题。[/font] [font=宋体]杜仲为杜仲科植物杜仲[/font][i]Eucommia ulmoides[/i] Oliv. [font=宋体]的干燥树皮,属于陕西地区的道地药材之一,有补肝肾、强筋骨、安胎之功,在临床上应用广泛,主治肝肾不足所致腰膝酸痛、筋骨无力、头晕目眩、妊娠漏血、胎动不安等。其始载于我国汉代著作[color=var(--weui-LINK)]《神农本草经》[i][/i][/color],谓其“杜仲,味辛,平。主腰脊痛;补中益精气,坚筋骨,强志;除阴下痒湿,小便余沥。久服轻身,耐老。”明朝李时珍在[color=var(--weui-LINK)]《本草纲目》[i][/i][/color]中亦曾云:“昔有杜仲,服此得道,因名思仙”,《圣惠方》中称杜仲散“治中风筋脉挛急”,均体现了杜仲极高的药用价值[/font][sup][color=black][3][/color][/sup][font=宋体]。现代药理学研究表明杜仲具有抗氧化、抗炎、神经保护等多重药理活性,现已被开发成多种药物制剂如全杜仲胶囊、参杞杜仲丸、健脑补肾丸、天智颗粒、怡心健脑颗粒等,临床上常用于改善认知障碍、健忘、睡眠障碍等神经系统疾病。近年来随着学者们对杜仲药理作用不断深入挖掘,发现其在治疗神经退行性疾病方面也表现出较好的治疗潜力,本文将对杜仲防治神经退行性疾病的作用机制进行归纳总结。 [/font][b][color=#ffffff][back=#0080ff]1 [font=黑体]化学成分[/font][/back][/color][/b][font=宋体]杜仲化学成分复杂,至今从中共分离出[/font]200[font=宋体]多种化合物,主要为木脂素类、环烯醚萜类、黄酮类、多糖类、甾体类、多糖类及酚酸类等。针对杜仲活性成分目前研究最多、组成成分最明确的就是木脂素类化合物,其中包括松脂醇二葡萄糖苷([/font]pinoresinol diglucoside[font=宋体],[/font]PDG[font=宋体])、丁香脂二葡萄糖苷、丁香脂素单葡萄糖苷、松脂素、丁香脂素等[/font]55[font=宋体]种[/font][sup][color=black][4][/color][/sup][font=宋体]。[/font][font=宋体]《[color=var(--weui-LINK)]中国药典[i][/i][/color]》[/font]2020[font=宋体]年版已将[/font]PDG[font=宋体]作为评判杜仲质量优劣的指标成分之一,其规定杜仲皮中[/font]PDG[font=宋体]的质量分数不得少于[/font]0.10%[sup][color=black][5][/color][/sup][font=宋体]。此外,杜仲不同部位(皮、叶、枝)所富含的成分种类、含量在一定程度上均存在差异,如在杜仲皮中以木脂素类化合物为主,并且其数量和含量均为最高;杜仲叶中活性最高的是黄酮类化合物,如槲皮素、山柰酚、芦丁等;雄花中富含环烯醚萜类化合物杜仲苷、京尼平苷、桃叶珊瑚苷等,而种子中则更多偏向于不饱和脂肪酸[/font][sup][color=black][6][/color][/sup][font=宋体]。王传森等[/font][sup][color=black][7][/color][/sup][font=宋体]归纳总结了近[/font]10[font=宋体]种杜仲中具有神经保护作用的化学成分,其中包括木脂素类化合物[/font]PDG[font=宋体]、松脂醇,环烯醚萜类化合物桃叶珊瑚苷、京尼平苷、京尼平苷酸,黄酮类化合物槲皮素、黄芩素、千层纸素,以及苯丙素类化合物绿原酸、隐绿原酸、阿魏酸,上述活性成分可从抑制炎症反应、调控细胞凋亡、改善脑内神经递质水平等多重角度发挥神经保护作用,也为杜仲防治神经退行性疾病提供了较为充分的现代生物学证据。 [/font][b][color=#ffffff][back=#0080ff]2 [font=黑体]防治神经退行性疾病的作用机制[/font][/back][/color][/b]2.1 [font=黑体]抗氧化应激[/font][b][font=宋体]、[/font][/b][font=黑体]抗炎[/font][font=宋体]生理状态下,机体产生的活性氧簇([/font]reactive oxygen species[font=宋体],[/font]ROS[font=宋体])可被体内超氧化物歧化酶([/font]superoxide sismutase[font=宋体],[/font]SOD[font=宋体])和谷胱甘肽过氧化酶([/font]glutathione peroxidase[font=宋体],[/font]GSH-Px[font=宋体])等抗氧化系统清除,其生成和清除过程处于动态平衡,以维持内环境稳定,而病理情况下机体生成[/font]ROS[font=宋体]的速度远远超过内源清除能力,以致[/font]ROS[font=宋体]大量堆积,使胞内[/font]DNA[font=宋体]、蛋白质、脂质等大分子化合物处于过氧化状态,不能发挥其正常生理功能[/font][sup][color=black][8][/color][/sup][font=宋体]。杜仲发挥抗氧化应激主要是通过维持[/font]SOD[font=宋体]、[/font]GSH-Px[font=宋体]、过氧化氢酶([/font]catalase[font=宋体],[/font]CAT[font=宋体])活性,并降低丙二醛([/font]malondialdehyde[font=宋体],[/font]MDA[font=宋体])的含量,以提高脑组织抗氧化能力及细胞活力、减轻氧化损伤[/font][sup][color=black][9-10][/color][/sup][font=宋体]。[/font]2019[font=宋体]年[/font]Zaplatic[font=宋体]等[/font][sup][color=black][11][/color][/sup][font=宋体]研究发现黄酮类化合物槲皮素能清除体内所积聚的羟基自由基([/font]OH[font=宋体])和[/font]ROS[font=宋体]以发挥神经保护作用,其机制可能与调控核因子[/font]- [font=宋体]红细胞[/font]2[font=宋体]相关因子[/font]2[font=宋体]([/font]nuclear factor-erythroid 2 related factor 2[font=宋体],[/font]Nrf2[font=宋体])、[/font]C-Jun[font=宋体]氨基末端激酶([/font]c-Jun [i]N[/i]-terminal kinase[font=宋体],[/font]JNK[font=宋体])、丝裂原活化蛋白激酶([/font]mitogen-activated proteinkinase[font=宋体],[/font]MAPK[font=宋体])等信号通路相关。[/font][font=宋体]除了氧化应激,炎症反应也是神经退行性疾病发病机制中的关键因素,过度的神经炎症会加剧神经细胞的损伤,进一步推进神经系统疾病的发生发展[/font][sup][color=black][12][/color][/sup][font=宋体]。[/font]Kwon[font=宋体]等[/font][sup][color=black][13][/color][/sup][font=宋体]报道杜仲提取物能下调脂多糖诱导的环氧合酶[/font]-2[font=宋体]([/font]cyclooxygenase[font=宋体],[/font]COX-2[font=宋体])、一氧化氮合酶([/font]nitric oxide synthase[font=宋体],[/font]NOS[font=宋体])、肿瘤坏死因子[/font]-α[font=宋体]([/font]tumor necrosis factor-α[font=宋体],[/font]TNF-α[font=宋体])、白细胞介素[/font]-1β[font=宋体]([/font]interleukin-1β[font=宋体],[/font]IL-1β[font=宋体])的表达。同时,杨志友等[/font][sup][color=black][14][/color][/sup][font=宋体]也发现杜仲叶有效成分京尼平苷酸可通过调控[/font]p38 MAPK[font=宋体]、[/font]NF-κB[font=宋体]通路抑制[/font]TNF-α[font=宋体]、[/font]IL-1β[font=宋体]、白细胞介素[/font]-6[font=宋体]([/font]interleukin-6[font=宋体],[/font]IL-6[font=宋体])分泌。以上研究结果表明杜仲具有良好的抗氧化应激、抗炎功效。[/font]2.2 [font=黑体]抑制神经细胞凋亡[/font][font=宋体]细胞凋亡是由凋亡基因所控制的细胞自主有序的死亡,目的是维持人体内环境稳定。凋亡生理过程涉及一系列基因的激活、表达及调控,如促凋亡基因[/font]B[font=宋体]淋巴细胞瘤[/font]-2[font=宋体]相关[/font]X[font=宋体]蛋白([/font]B-cell lymphoma-2 associated X protein[font=宋体],[/font][i]Bax[/i][font=宋体])[/font][font=宋体]、胱氨酸天冬氨酸蛋白酶([/font]cysteinasparate protease[font=宋体],[/font][i]Caspase[/i][font=宋体]),抗凋亡基因[/font]B[font=宋体]淋巴细胞瘤[/font]-2[font=宋体]([/font]B-cell lymphoma-2[font=宋体],[/font]Bcl-2[font=宋体])[/font][font=宋体],抑癌基因[/font][i]p53[/i][font=宋体]以及癌基因[/font][i]C-myc[/i][font=宋体]等[/font][sup][color=black][15][/color][/sup][font=宋体]。研究表明,神经退行性疾病发生时海马组织细胞存在不同程度的凋亡水平,[/font]Bcl-2/Bax[font=宋体]水平降低,神经元凋亡率也明显升高[/font][sup][color=black][16][/color][/sup][font=宋体]。杜仲中多种化学成分均可抑制细胞凋亡,其中极具代表性的是[/font]PDG[font=宋体]。[/font]PDG[font=宋体]可上调抗凋亡基因[/font]Bcl-2[font=宋体]相关蛋白表达,具有良好的抑制神经细胞凋亡的作用[/font][sup][color=black][17][/color][/sup][font=宋体]。此外,桃叶珊瑚苷和绿原酸也具有类似功效,如在大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞([/font]adrenai pheochromocytoma cells[font=宋体],[/font]PC12[font=宋体])实验中,绿原酸可抑制乙醇诱导的细胞凋亡,降低血清中[/font]Caspase-3[font=宋体]的表达水平;桃叶珊瑚苷则可通过抑制神经细胞凋亡,显著改善神经退行性疾病动物模型的运动及认知功能[/font][sup][color=black][18][/color][/sup][font=宋体]。[/font]2.3 [font=黑体]改善血管内皮功能障碍[/font][b][font=宋体],[/font][/b][font=黑体]促进血管新生[/font][font=宋体]血管内皮功能障碍和脑血管舒缩反应性受损是神经退行性疾病的神经学早期变化,有研究观察到神经退行性疾病更是多与脑小血管疾病合并出现,因此积极促进血管再生是克服持续微血管功能障碍的关键[/font][sup][color=black][19][/color][/sup][font=宋体]。杜仲提取液可调控大鼠内皮细胞基质金属蛋白酶[/font]2[font=宋体]([/font]matrix metalloproteinase 2[font=宋体],[/font]MMP-2[font=宋体])和组织金属蛋白酶抑制因子([/font]tissue inhibitor of metalloproteinase 2[font=宋体],[/font]TIMP-2[font=宋体])的表达,参与血管内皮基质调节,促进血管新生、重构[/font][sup][color=black][20][/color][/sup][font=宋体]。全杜仲胶囊可升高血清中血管内皮生长因子([/font]vascular endothelial growth factor[font=宋体],[/font]VEGF[font=宋体])、成纤维细胞生成因子([/font]basic fibroblast growth factor[font=宋体],[/font]bFGF[font=宋体])表达水平,对治疗股骨头缺血性坏死起着协同作用[/font][sup][color=black][21][/color][/sup][font=宋体]。内皮祖细胞是血管内皮细胞的前体,在诱导血管生成和血管修复方面发挥重要作用。有研究表明杜仲中的槲皮素具有动员内皮祖细胞([/font]endothelial progenitor cell[font=宋体],[/font]EPCs[font=宋体])归巢的功能,可通过激活磷脂酰肌醇[/font]-3-[font=宋体]羟激酶([/font]phosphatidylinositol-3-hydroxykinase[font=宋体],[/font]PI3K[font=宋体])[/font]/[font=宋体]蛋白激酶[/font]B[font=宋体]([/font]protein kinase B[font=宋体],[/font]Akt[font=宋体])[/font][font=宋体]信号通路,促进血清中[/font]EPCs[font=宋体]增殖分化,穿过血脑屏障到达病灶区,以修复受损脑血管[/font][sup][color=black][22][/color][/sup][font=宋体]。同为黄酮类成分千层纸素能提高[/font]EPCs[font=宋体]的迁徙能力,更好地促进血管新生[/font][sup][color=black][23][/color][/sup][font=宋体]。[/font]2.4 [font=黑体]提高神经突触可塑性[/font][font=宋体]突触可塑性作为神经功能网络重建的基础,是大脑学习、记忆的基本神经生物机制,在神经退行性疾病的治疗中具有重要意义。杜仲水提物具有与神经生长因子相似的诱导功能,可促使[/font]PC12[font=宋体]细胞胞体变大、逐渐伸出突触,分化为具有神经细胞形态特征的神经元样细胞[/font][sup][color=black][24][/color][/sup][font=宋体]。张秀峰等[/font][sup][color=black][25][/color][/sup][font=宋体]提出杜仲叶总黄酮可通过调控[/font]Ras[font=宋体]同源基因家族蛋白[/font]A/Rho[font=宋体]相关卷曲螺旋蛋白激酶([/font]Ras homolog gene family memberA/Rho associted coiled coil forming protein kinase[font=宋体],[/font]RhoA/ROCK[font=宋体])通路激活神经元骨架结构改变,促使神经元及突触生长相关蛋白表达,达到抑制脑出血后血肿周围组织神经元损伤、凋亡及修复神经功能的目的。同时,[/font]Kim[font=宋体]等[/font][sup][color=black][26][/color][/sup][font=宋体]通过体外实验发现桃叶珊瑚苷也可以促进神经干细胞的神经元标志物表达,并增加海马干细胞中神经元树突的延伸率。此外,该实验还探讨了桃叶珊瑚苷是否可以改善坐骨神经损伤大鼠的受伤轴突,结果显示其不仅可以促进轴突再生,还能增加生长轴突的厚度。[/font]2.5 [font=黑体]保护线粒体功能[/font][font=宋体]线粒体稳态失衡已被确定为多种神经退行性疾病的中心机制,线粒体功能障碍不仅会影响细胞氧化磷酸化,还会造成[/font]ROS[font=宋体]、钙离子堆积,引起神经元损伤或凋亡[/font][sup][color=black][27][/color][/sup][font=宋体]。据报道,槲皮素可作为线粒体解偶联剂,通过降低线粒体膜电位水平来改善线粒体功能障碍,并恢复三磷酸腺苷([/font]adenosine triphosphate[font=宋体],[/font]ATP[font=宋体])[/font][font=宋体]合成,保证对细胞的能量供应[/font][sup][color=black][28][/color][/sup][font=宋体]。[/font]Wang[font=宋体]等[/font][sup][color=black][29][/color][/sup][font=宋体]则认为槲皮素对线粒体的保护作用可能是依赖于促进线粒体[/font]Keima[font=宋体]荧光蛋白表达,以此来增强[/font]SOD[font=宋体]活性、抑制[/font]α-[font=宋体]突触核蛋白([/font]α-synuclein[font=宋体],[/font]α-Syn[font=宋体])积累、减少线粒体损伤,进而延缓疾病的进展。另外,线粒体蛋白、线粒体转录因子在维持线粒体功能和生物合成中也起到重要作用,在[/font]1-[font=宋体]甲基[/font]-4-[font=宋体]苯基吡啶离子([/font]1-methy-4-phenylpyridine[font=宋体],[/font]MPP[sup]+[/sup][font=宋体])诱导多巴胺([/font]dopamine[font=宋体],[/font]DA[font=宋体])能神经元线粒体损伤的实验中,[/font]Kang[font=宋体]等[/font][sup][color=black][30][/color][/sup][font=宋体]发现,槲皮素能升高[/font]MPP[sup]+[/sup][font=宋体]所抑制的线粒体蛋白、线粒体转录因子表达水平,且显著减轻线粒体破碎、维持线粒体长度,进一步验证了杜仲的线粒体保护作用。[/font]2.6 [font=黑体]重塑肠道菌群作用[/font][font=宋体]肠道微生物作为胃肠道与大脑之间的“桥梁”,其中菌群的代谢产物脂多糖、胆汁酸、短链脂肪酸及氧化三甲胺等均会通过多种分子机制干预疾病的发展[/font][sup][color=black][31][/color][/sup][font=宋体]。目前,国内外已有大量研究通过采用益生菌定殖和定向重塑肠道菌群来治疗神经退行性疾病,如[/font]2022[font=宋体]年[/font]Zhu[font=宋体]等[/font][sup][color=black][32][/color][/sup][font=宋体]给予[/font]AD[font=宋体]小鼠[/font]ig 2[font=宋体]种不同来源的短双歧杆菌,结果发现短双歧杆菌可有效提高肠道内短链脂肪酸的水平,修复受损的肠道上皮屏障,预防神经炎症的发生,改善[/font]AD[font=宋体]小鼠认知障碍。[/font]Wang[font=宋体]等[/font][sup][color=black][33][/color][/sup][font=宋体]使用植物乳杆菌联合美金刚治疗[/font]AD[font=宋体],发现植物乳杆菌可通过重塑肠道菌群以增强美金刚的疗效。杜仲提取物不仅可升高高脂血症大鼠模型肠道内厚壁菌门及疣微菌门丰度,降低拟杆菌门、变形菌门等有害菌丰度,较好地调控脂代谢紊乱,还可以通过影响肠道菌群调控机体多糖的分解和吸收能力,促进小鼠海马齿状回神经干细胞的分化存活,提高其学习记忆能力[/font][sup][color=black][34-35][/color][/sup][font=宋体]。[/font]2.7 [font=黑体]调节下丘脑[/font][b]-[/b][font=黑体]垂体[/font][b]-[/b][font=黑体]肾上腺轴[/font][b][font=宋体]([/font]hypothalamic-pituitary-adrenal[font=宋体],[/font]HPA[font=宋体])[/font][/b][font=黑体]轴相关神经递质[

  • 聚己内酯/几丁糖—神经营养因子-3多通道神经导管修复大鼠坐骨神经缺损的实验研究

    【序号】:2【作者】:鲁正宇【题名】:聚己内酯/几丁糖—神经营养因子-3多通道神经导管修复大鼠坐骨神经缺损的实验研究【期刊】:中国人民解放军海军军医大学【年、卷、期、起止页码】:2023【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=hqt_j-uEELFPBonMmeY4CXYJt15MzEqPbIZwAi9KGr_K6lWlPFCF9RmB2DZHadt2qxH9QmcxSj2vMIjNa2QqdxgXfxaq9JgKOuSefNflQVv2sgoh8XiaDx5eem1E-4TAmnYLx4yLiOJUvTXgbvh0kQ==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 【推荐讲座】:显微成像新技术在神经科学研究领域的应用(8月9日 10:00)

    【网络讲座】:显微成像新技术在神经科学研究领域的应用【讲座时间】:2016-08-0910:00【主讲人】:徕卡神经科学产品专家,应用主管,2013年毕业于中科院生化细胞所,细胞生物学和神经生物学专业。攻读学位期间运用共聚焦、转盘共聚焦、微流控钙成像、电生理等技术研究钠离子通道,曾在国际期刊J. Neurosci、J. Biol. Chem.、Cell Res.等杂志上发表文章,在成像领域积累了非常丰富的经验。【会议简介】在过去的十年间,神经科学领域不断涌现出新的成像技术,从解析超微结构到构建大脑整体网络,从离体神经元成像到光学与在体电生理的结合,为科研难题提供了解决方案。此次Webinar中,徕卡神经科学产品专家苏博士将分享超高分辨率显微镜、双光子、光片及激光显微切割等先进的显微成像分析技术在神经科学中的应用实例,为大家的科研提供新的灵感。应用领域包括:神经生物学,细胞生物学等。-------------------------------------------------------------------------------1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名参加。2、报名截止时间:2016年08月09日 10:004、报名参会:http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/20065、报名及参会咨询:QQ群—2901017206、扫描下面的二维码,加入生命科学微信群,入群口令“生命科学”。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607071638_599649_2507958_3.gif

  • 细胞外基质化组织工程神经移植物修复大鼠臂丛神经缺损的研究

    【序号】:4【作者】:宋丽丽【题名】:细胞外基质化组织工程神经移植物修复大鼠臂丛神经缺损的研究【期刊】:吉林大学【年、卷、期、起止页码】:2022【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=hqt_j-uEELGBdZ64e_NeKorNyHTEXc4WYj-JgSxFHTEpCLC63y8VE8Mu3IzigvqsHSk6VdDKHqm2DTJ_TXRYEqQmRqDJKz4V5h2yvTxnQgxouHPXRH9w56VOku-572pIgg-Gv-EJdinh9kmJyVIkbA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 聚己内酯/壳聚糖多通道神经导管的构建及其修复大鼠坐骨神经缺损的研究

    【序号】:1【作者】:李金瑞【题名】:聚己内酯/壳聚糖多通道神经导管的构建及其修复大鼠坐骨神经缺损的研究【期刊】:东华大学【年、卷、期、起止页码】:2022【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=hqt_j-uEELG5wvtVRsgNpIClRAS6OYOklwrwKcd9fPc9QnV2bsKI_ptbFbBoV6UANoFLKlF9QoKMAM1eCJTQmZ1cM2cKf3TiPCUBhKdKIyHdcsU5jEkukjFUHTeRdUk_Nyj8yRyxQKyrhUSYxKxBjA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 神经损伤修复方法的研究进展

    【序号】:5【作者】:蓝奉军孙红杨华【题名】:神经损伤修复方法的研究进展【期刊】:中国医学创新. 【年、卷、期、起止页码】:2021,18(07)【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=SSV49NPffwe8aCZx2W_Cq0-F7DAyMReUtXH1YA1M7kwnyLZeT7ORnGFyogGXTpRqb_XcXhAcSq3q1BSXPQu2TZX8QswVRhK9HifBz24zPjnJ6p6ePx4Ms1H5RmuOYjgR7e56Gwcecz8ChPyvQ-ylBg==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 天然高分子水凝胶神经修复的医用研究

    【序号】:3【作者】:刘延浩王路王振宇【题名】:天然高分子水凝胶神经修复的医用研究【期刊】:卫生研究. 【年、卷、期、起止页码】:2021,50(03)【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=hqt_j-uEELF5HiQdARC8eS-mkpRPLp2Wv0WvqtlbjJ0QO7jjDXC1K7VJ6JK3eq8TDtB_HQwkTJRdxnouEmNgpPzfY3Q0E-I-gjk3j5hev8c8hLc8jHAhoj5UxaUZKrDF2MZ2wr4fO0daCwSoPhrsBw==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 【分享】神经细胞培养

    体外神经细胞的培养已成为神经生物学研究中十分有用的技术手段。神经细胞培养的主要优点是:(1)分散培养的神经细胞在体外生长成熟后,能保持结构和功能上的某些特点, 而且长期培养能形成髓鞘和建立突触联系,这就提供了体内生长过程在体外重现的机会。(2)能在较长时间内直接观察活细胞的生长、分化、形态和功能变化,便于使用各种不同的技术方法如相差显微镜、荧光显微镜、电子显微镜、激光共聚焦显微镜、同位素标记、原位杂交、免疫组化和电生理等手段进行研究。(3)易于施行物理(如缺血、缺氧)、化学和生物因子(如神经营养因子)等实验条件, 观察条件变更对神经细胞的直接或间接作用。(4)便于从细胞和分子水平探讨某些神经疾病的发病机制,药物或各种因素对胚胎或新生动物神经细胞在生长、发育和分化等各方面的影响。 我们实验室从80年代始开展了神经细胞的体外培养工作,取得了一些经验,现将培养细胞分类及方法简要介绍如下:一.鸡胚背根神经节组织块培养 主要用于神经生长因子(NGF)等神经营养因子的生物活性测定。在差倒置显微镜下观察以神经突起的生长长度和密度为指标半定量评估NGF的活性。1. 材料和方法 (1)选正常受精的鸡蛋,置于37℃生化培养箱内孵化,每日翻动鸡蛋一次。 (2)取孵化8-12 d 的鸡蛋, 用70% 酒精消毒蛋壳,从气室端敲开蛋壳,用消毒镊剥除气室部蛋壳。(3)用弯镊钩住鸡胚颈部,无菌条件下取出鸡胚置小平皿内,除去头部后,腹侧向上置 灭菌毛玻璃片上,用眼科弯镊子打开胸腹腔,除去内脏器官。(4)在解剖显微镜下,小心除去腹膜,暴露脊柱及其两侧,在椎间孔旁可见到沿脊柱两侧 排列的背根节(图1),用一对5号微解剖镊小心取出。(5)置背根节于解剖溶液内,用微解剖镊去除附带组织,接种于涂有鼠尾胶的玻璃或塑料 培养瓶中,在DMEM无血清培养液中培养。2. 结果鸡胚背根神经节在含神经生长因子(NGF, 2.5S,20ng/ml)的无血清培养液中培养24 h,神经节长出密集的神经突起。而未加NGF的神经节培养24 h, 未见神经突起生长。二.新生大鼠、新生小鼠及鸡胚背根神经节分散细胞培养背根神经节(DRG)细胞起源于神经嵴,NGF研究先驱Levi-Montalcini的实验表明,外原性NGF能刺激DRG细胞生长发育并形成广泛的神经网络。在体外,分离培养的神经节在NGF存在的情况下,神经突起的生长在一天之内可长达数毫米,因此,利用培养的DRG细胞,进行轴突生长发育的研究,是最为经典而常用的方法之一。

  • 【转帖】科学家发现神经系统“交警”

    自然》:科学家发现神经系统“交警”蛋白质MEC-17帮助维持大脑细胞内的“交通秩序”美国研究人员发现一种蛋白质帮助维持大脑细胞内的“交通秩序”,“指挥”细胞内营养物质和废弃物何去何从。这一发现有助研究帕金森氏症和阿尔茨海默氏症(早老性痴呆症)等神经系统疾病的治疗方法。“交警”这种蛋白质名为MEC-17。它的发现纯属好奇结果。美国趣味科学网站9月8日援引佐治亚大学富兰克林艺术和科学学院细胞生物学系教授亚采克·格蒂希的话报道:“这一项目没有任何医学或科学驱动,纯粹是因为好奇细胞内运输机制,但看起来我们确定了神经系统内发挥重要作用的一种酶。”格蒂希说,细胞内有一个管道网,称为微管,这些微管由蛋白质组成,承担细胞内部物质运输,还在细胞生长、细胞间发送信号等方面发挥重要作用。而这个管道网内的交通信号指示就是一种名为“乙酰化标记”的化学添加剂,明确指示微管将何种蛋白质运往大脑细胞内何处。研究人员发现,乙酰化标记存在于大脑负责发送信号的神经细胞内的微管,而负责接收信号的神经细胞内的微管没有这一标记。催化事实上,研究人员早在1983年就发现了乙酰化标记,但直到近期才了解它的作用在于系统管理微管内运输物质的动力蛋白。不过,研究人员一直不清楚乙酰化标记形成的细胞过程,换句话说,哪一种酶决定这一“交通信号”在何地发挥作用。格蒂希和同事分别研究了原生动物四膜虫、线虫、斑马鱼和人体癌细胞后发现,MEC-17就是负责微管乙酰化的“交警”。研究人员发现,MEC-17在微管乙酰化反应中起到催化作用。具体到线虫,这种酶与它的触感有关;在斑马鱼身上,MEC-17损耗会导致神经肌肉缺陷。研究结果由权威期刊《自然》杂志发表。运用先前一些研究结果显示,亨廷顿氏症、帕金森氏症和阿尔茨海默氏症等神经退化性疾病患者的微管乙酰化标记水平发生改变。格蒂希说,确认MEC-17这种酶,了解它的工作机制之后,制药企业就可以开发药物抑制或提高它的活性,从而治疗神经退化性疾病。格蒂希的研究小组由多家实验室成员组成。他将这项研究成果归功于大家精诚合作,“一起努力才让我们能够使用各种模型,结果发现MEC-17参与的微管乙酰化过程是一种***性保留作用。没有亲密合作,那不可能实现”。新华网

  • 【讨论】美研制神奇荧光液体可让患者神经发光

    http://i1.sinaimg.cn/IT/2011/0210/U5385P2DT20110210073410.jpg这种荧光液体可以注射到患者体内,使患者体内的神经发光,从而让通常不可见的神经现形。http://i3.sinaimg.cn/IT/2011/0210/U5385P2DT20110210073430.jpg  这种液体是一种缩氨酸,可以帮助外科医生直接看清楚最敏感的神经,而不是像以前那样只能依赖于经验和电子监测设备。  北京时间2月10日消息,美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校科学家近日研制出一种神奇的荧光液体,这种液体可以注射到患者体内,使患者体内的神经发光,从而让通常不可见的神经现形。  据介绍,这种液体是一种缩氨酸,可以帮助外科医生直接看清楚最敏感的神经,而不是像以前那样只能依赖于经验和电子监测设备。因此利用这种液体,可以在手术中避免因为意外伤害而导致神经疼痛或瘫痪等严重问题。  科学家们表示,目前关于这种荧光液体的实验都是成功的。建筑工人在开始挖掘地面之前,需要清晰地了解地面之下埋设的电缆。这种荧光液体在医学上的功能就类似于此,它是由美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学院一个研究团队研制的。科学家们将荧光液体注射进老鼠的体内后发现,缩氨酸在神经和其他组织之间形成了一种鲜明的对比。在医疗操作中,这种液体可以让手术更加容易。  研究发现,用肉眼就可以识别出神经与其他组织之间的颜色差异,而且这种差异比利用其他方式产生的差异要大10倍。实验表明,这种液体的荧光效应通常在两个小时后开始消失,且至多持续8个小时,但对受测目标没有明显的副作用。此外,研究人员还惊讶地发现,这种缩氨酸还可以让受损的神经现形,只要那里还有血液流通。  加州大学药理学、化学和生物化学教授罗杰尔-泰恩是该项研究的论文联合作者之一。泰恩表示,“我采用的原理是,建筑工人在挖掘地面时,他们需要清晰地知道地面之下的电缆分布情况。同样地,在肿瘤手术中,医生需要一个‘活地图’来显示神经的具体位置。”  目前,外科医生通常依赖他们对人体结构的认识和肌动电流描记器等监测设备来确保手术不会伤害神经。他们需要利用电极发现运动神经。但是,对于一些更小、更敏感的神经,他们很难识别。论文联合作者之一、加州大学头部和颈椎外科学助理教授奎伊-努伊解释说,“外科手术中最优先的是要保护神经。比如,如果神经被肿瘤侵害,或者由于外伤或感染需要手术时,被侵害的神经也许看起来不像正常神经那样,或者它们已错位。这时就需要更清晰地定位这些神经。”  努伊表示,未来这种缩氨酸将在人体上进行测试,但前提是需要继续精炼。“当然,我们目前还没有在人类患者身上测试这种缩氨酸。但是,我们已经证明这种荧光探测器可以标注人体内的神经。”科学家们的研究成果发表于《自然生物技术》杂志上。

  • 神经细胞三维培养技术研究进展

    【序号】:3【作者】:关冀弛1刘丹1陈艳阁【题名】:神经细胞三维培养技术研究进展【期刊】:精准医学杂志. 【年、卷、期、起止页码】:2022,37(06)【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=jDUTNXVfqCojw0DdevfNg1SgRg5oPxJ46PI1zWMvw2TKeVOWOygv7uu8lOMdg6qOxGJYMFhSZBfxYraqcDIYskQavCAVeSBSvQRWf2u3HijFbJZB1d-K1-6Y8klBYdGdcscw3JhIMPBZx97RFKrDjA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 周围神经损伤修复的研究进展

    【序号】:1【作者】:彭徐云1陶冶2【题名】:周围神经损伤修复的研究进展【期刊】:沈阳医学院学报. 【年、卷、期、起止页码】:2020,22(02)【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=SSV49NPffwcp-CjiQjbgaWBVO97X6_Ou9PVVH35aWWW8C84VNyfIeYU1PSi3UbtRMPcXtRdlHJRj8VNhJG5Y_GxZ8e3XeBlOVvFZ9Ic1XSCQmmqcaSQT64minUS6Owpi6rGGkGQ5JUrN3TtDCurBfg==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 【转帖】液体分子在神经传递中的关键作用

    液体分子在神经传递中的关键作用生物通报道:神经递 质或介质,是存在于突触间传递神经冲动的一种化学物质,一般是由突触前囊的囊泡释放。一项新的研究表明一种液体分子在突触囊泡的行为控制中起到重要作用。这种分子就是PtdIns(4,5)P2,Pietro De Camilli的这篇文章发表在9月23日的Nature上。囊泡能够储存神经元释放的神经递质。最初,突触囊泡在神经元内部装载神经递质分子。然后,它们在突触上将货物卸载下来,即囊泡在突触上经历了胞外分泌的过程。完成这个过程后,它们被神经元吞入细胞内,即内吞作用。之前已经从无细胞系统、药理学和转染研究中获得了间接的证据证明PtdIns(4,5)P2在控制这个过程中起到一定的作用,但却苦于无足够份量的遗传学证据。这项新研究则提供了决定性的证据支持了这个假说,这种液体分子能够通过与胞外分泌机器的蛋白结合影响胞外分泌作用并且能够与包涵素转接器结合来影响内吞作用。 实验中,De Camilli和同事将小鼠的编码一种叫做PIP kinase type 1 gamma的酶的基因敲除,已经知道这种酶能够加工PtdIns(4,5)P2。研究发现缺乏这种酶的小鼠大脑中的PtdIns(4,5)P2水平极大地减少并且不能分泌神经递质。而缺失了这个基因的两个拷贝的小鼠则在出生后不久就会死亡。接着,他们检测了培养的新生小鼠的神经元(无PtdIns(4,5)P2)中的突触传递情况。结果发现这些小鼠的囊泡循环库较小并且能够进行融合的囊泡数量也较少。之后,他们又利用一种荧光追踪剂来跟踪研究这个过程以确定PtdIns(4,5)P2对融合后囊泡再利用的速率。 他们还用一种蛋白质转染培养的神经元,并以此研究内吞作用的详细过程。荧光追踪剂的使用使研究人员能够监视囊泡在胞外分泌和内吞过程中打开和关闭的情况。观测结果表明缺乏PtdIns(4,5)P2的神经元中内吞作用缓慢。电镜观察结果表明这种神经元的依赖内涵素的内吞作用被削弱。 这项研究能够让人们更好地了解与磷酸肌醇代谢有关的基因的分子机制,强调了膜脂质代谢在膜上的一些重要过程的调节作用。而脂质生物学领域的进展也将会为人类疾病的治疗提供新的靶标。

  • 【转帖】生命化学领域的电化学研究进展

    生命化学领域的电化学研究进展 在生命过程中,人和动物的代谢作用及各种生理现象大都与电流和电势的变化密切相关,并具体表现为无论是能量转换、神经传导、光合作用、呼吸过程,还是基因遗传、疾病防治、药物体内释放等都伴随着电子的转移。作为一门研究电子(或半导体材料)—离子以及离子—离子导体界面性质变化过程与机理的科学,现代电化学已把生命过程中的电化学反应作为其重要的研究内容。同时,生命科学也把电化学方法作为重要的实验手段,尤其是伴随着近期两个学科在一些相关基础理论和实验方法方面所取得的进步,把两者结合起来进行研究更显出其优势。本文将对包括生物电化学传感器、生物分子和生物膜等生命科学和电化学相结合领域的研究现状及进展进行归纳总结。1电化学传感器    生物电化学传感器以生物材料作为敏感元件,电极作为转化元件,电势或电流等作为特征检测信号。其中的生物材料包括了酶、抗原、抗体、激素等生物体成分和细胞、细胞器、组织等生物体本身。由于生物材料作为敏感元件使其具有高度选择性,这种传感器已成为一种最直接的生命反应过程检测方法 且控制速度快、灵敏度高和使用简便并且不破坏样品等特点,则又使其特别适用于生物溶液和活体组织中某组分的连续监测。根据所用生物材料的不同,生物电化学传感器可分为酶传感器、免疫传感器、电化学DNA生物传感器以及微生物传感器、动植物组织传感器等,其中,前三者尤其重视,而制备这些传感器并在生物体系中应用则是其研究的中心。1.1 酶传感器  酶传感器的反应原理是传感器的敏感膜中包含有固定化的酶,当酶与被测定的无机物质或有机物质反应时,反应产物被传感器响应。目前已经报道的酶传感器有几百种,已商品化的有10几种,如GOD(葡萄糖氧化酶)电极传感器、L-乳酸单氧化酶电极传感器、尿酸酶电极传感器、胆固醇传感器、生化需氧量(BOD)测定仪等。酶传感器目前投入使用较少,是因为自然界已经鉴定的2500多种酶大都不稳定,且难以提纯和固定,使其商品化受到限制。为此,选择稳定的酶并采用合适的酶固定化方法,以及对相关酶电极反应过程进行研究已成为酶电极研究的重点。  近期,IsaoKarube等总结了酶传感器在环境分析中的应用,并介绍了目前酶固定化研究的状况。JuozasKulys研制了一种基于CPEs的葡萄糖传感器,在浓度(1.5~50)×10-3mol/L的范围内有良好的线性关系,并且有很好的稳定性。穆绍林等用电化学方法将黄嘌呤氧化酶固定在聚苯胺中制成的聚苯胺黄嘌呤氧化酶电极,具有快速的生物电化学响应和较高的稳定性。阚锦晴等研制了一种新的尿酸酶电极,用聚苯乙烯石蜡体系来制备涂膜聚苯胺尿酸酶电极,该方法简单,所制得的电极有较好的生物电化学活性。董飒英等做了葡萄糖球菌肠毒素C1(SEC1)生物传感器的制备和电化学机理的研究,以期确定最佳制备条件。ChenLQ等研究了改进的葡萄糖氧化酶(GOD)传感器,添加聚赖氨酸等改进酶与电极间的电子传递。信号明显,响应范围可以达到45×10-3• mol/L。V.G.Gavalas等利用多孔碳电极有效改进酶传感器的稳定性,对酶的活性无影响,并可以增加酶的吸附量。Enrique等研制了一种新型的微型酶传感器,用于检测中枢神经嘌呤的释放,响应快,稳定性好,检测灵敏度达200mA/(mol/L• cm2)。1.2 免疫传感器  新近出现的免疫传感器是利用抗体对抗原的结合和识别功能将抗体或抗原与电极组合而成的检测装置。利用抗体和抗原的特效性结合,检测膜上生成抗体和抗原的复合物的电位改变,从而获得不同的响应。目前已经制成的免疫电极有:诊断原发性肝癌的甲胎蛋白(AFP或APF)免疫传感器、测定人血清蛋白(HSA)的免疫传感器、胰岛素免疫传感器、诊断早期妊娠的HCG免疫传感器以及IGG免疫传感器、胰岛素免疫传感器等。  近期,Jordi等利用缩氨酸放大β-牛乳糖酶免疫传感器对抗体的响应信号。该研究可以用于口蹄疫的临床诊断。董飒英等在研究HCG免疫传感器响应的基础上,利用尿素作为解离剂,探讨了生物电极的重复使用和酶活性的损失问题。周兰香等将待测兔抗原用丝素蛋白溶液固定到石墨电极表面,选用山羊抗兔IgG—HRP抗体与其选择性结合,采用直接电位法检测兔抗原的浓度,检测范围宽,响应时间短,最低检测浓度为1.0×10-10mol/L。彭图治等研制的一种检测乳腺癌抗原(CAl5—3)的新型免疫传感器,不受其它抗原干扰,灵敏度高,测定范围为15~240U/mL,线性关系良好。陈瑞川等研制的聚间苯二胺膜乙肝免疫电极响应时间仅为8min,线性范围为0.125~0.32μg/mLHBsAg,具有良好的重现性和选择性。  B.B.Dzantiev等研制了一种免疫传感器,用于检测杀虫剂2,4-D和2,4,5-T,检测限达40~50ng/mL,响应时间短。DmitriIvnitski等讨论了免疫传感器和选择性酶传感器在病菌检测的临床诊断学、血样分析和环境检测等方面的应用和前景。新型免疫传感器中,标记免疫电极可以大大提高免疫电极的灵敏度 催化抗体传感器,则兼有免疫传感器和生物催化传感器的双重功能,使免疫传感器成为可重复使用的可逆性传感器。1.3 电化学DNA生物传感器  电化学DNA生物传感器是近几年发展起来的,与光学DNA传感器和压电DNA传感器一样是一种全新的DNA检测技术。它的原理是利用固定在电极表面的某一特定序列的ssDNA与溶液中的同源序列的特异识别作用(分子杂交)形成双链dsDNA,导致杂交前后电极表面结构发生改变,同时借助一能识别ssDNA与dsDNA的杂交指示剂的电流响应信号的改变来达到检测基因的目的。电化学DNA生物传感器分子识别能力强,无放射性标记,对人体无危害,检测速度快且操作简单,并可与流动注射技术相结合,进行实时在线检测和活体检测。目前DNA生物传感器应用于基因分析和药物分析,涉及做特定基因的检测、DNA的损伤分析以及DNA结合药物的检测和新型药物分子的设计等研究工作。YiLu等探讨了DNA作为生物传感器材料的优越性,并研究了DNA传感器对某些金属离子响应的高灵敏度和高选择性。  目前,DNA传感器的电化学研究主要集中在:①与酶、免疫传感器结合起来进行研究,以扩大其实用性,进一步拓展DNA传感器的应用范围 ②适合于高灵敏度检测的高灵敏度、高选择性杂交指示剂的筛选研究,主要为选用双嵌合剂和三嵌合剂来改进目前使用的单嵌合剂 ③寻求单链DNA在电极表面固定化的新方法以优化电极结构 ④在临床疾病基因诊断上和药物分析中的应用研究,尤其是抗癌药物在DNA修饰电极上的电化学机理研究,为抗癌药物的筛选提供依据。

  • 【神经信息学的重大突破】科学家研发新型神经示踪技术

    来自加州大学圣地亚哥分校,北京大学生命科学学院的研究人员发表了题为“Mapping Neural Circuits with Activity-Dependent Nuclear Import of a Transcription Factor”的文章,报道了一种新型神经示踪技术,并利用这一技术追踪了一种关键的钙离子应答转录因子,这一研究模式将可以用于识别特异神经群体中的活性神经元。相关成果公布在《神经遗传学期刊》(

  • 【金秋计划】天丝饮对阿尔茨海默病的神经保护作用及其对神经炎症的抑制作用

    [b][size=15px][color=#595959]阿尔茨海默病[/color][/size][size=15px][color=#595959](AD)[/color][/size][/b][size=15px][color=#595959]是老年人中最常见的神经退行性疾病。作为一种传统的中药,[b]天丝饮[/b]出自《辨证录》,由[b]巴戟天和菟丝子[/b]组成,已被广泛用于[b]补肾[/b]。有趣的是,天思饮也被用来治疗痴呆、[/color][/size][b][size=15px][color=#595959]抑郁症[/color][/size][/b][size=15px][color=#595959]和其他神经系统疾病。研究表明,天丝饮对东莨菪碱引起的小鼠记忆缺陷、胆碱能[/color][/size][b][size=15px][color=#595959]功能障碍[/color][/size][/b][size=15px][color=#595959]、氧化损伤和神经炎症具有保护作用。然而,其治疗神经退行性疾病如阿尔茨海默病的潜力及其潜在机制尚不清楚。[/color][/size] [size=15px][color=#595959]该研究旨在评价天丝饮对AD的治疗作用,并探讨其作用机制。[/color][/size][size=15px][color=#595959][/color][/size] [size=15px][color=#595959]采用β淀粉样蛋白(Aβ)肽或过表达淀粉样前体蛋白(APP)处理的N2a细胞建立AD细胞模型。采用秀丽隐杆线虫和3 × Tg-AD小鼠模型评价其体内抗AD作用。天丝饮分别以10、15、20 mg/kg/d给药,连续8周。采用Morris水迷宫和恐惧条件反射实验考察其对小鼠记忆缺陷的保护作用。利用[/color][/size][b][size=15px][color=#595959]网络药理学、[/color][/size][size=15px][color=#595959]蛋白质[/color][/size][size=15px][color=#595959]组学分析[/color][/size][/b][size=15px][color=#595959]和超高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]-质谱/质谱(UHP[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]/MS)分析其潜在的分子机制,并通过Western blotting和[/color][/size][b][size=15px][color=#595959]免疫[/color][/size][/b][size=15px][color=#595959]组织化学进一步研究其分子机制。[/color][/size] [align=center][size=16px][color=#3573b9]结[/color][/size][size=16px][color=#3573b9]果[/color][/size][/align] [size=15px][color=#595959][/color][/size][size=15px][color=#595959]天丝饮可提高Aβ处理的N2a细胞和表达APP的N2a-APP细胞的细胞活力。天思饮还能降低ROS水平,延长转基因AD样秀丽隐杆线虫模型的寿命。天丝饮中剂量口服可有效恢复3 × Tg小鼠的记忆损伤。天丝饮通过[b]抑制神经胶质细胞活化、下调炎症细胞因子、减少tau磷酸化和Aβ沉积,进一步抑制神经炎症[/b]。利用UHP[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]/MS和网络药理学技术,从天丝饮68种成分中鉴定出17种植物化学物质为潜在的抗AD活性成分。通过网络药理学和质谱分析,确定了天丝饮抗AD的靶点为[b]MAPK1、BRAF、TTR和Fyn[/b]。[/color][/size] [align=center][size=16px][color=#3573b9]结论[/color][/size][/align] [b][size=15px][color=#595959][/color][/size][/b][size=15px][color=#595959]该研究证实了天丝饮对AD的保护作用,表明[b]天丝饮可通过调节炎症反应改善Aβ水平、tau病理和突触紊乱[/b]。这些发现为天丝饮治疗AD提供了重要的见解。[/color][/size][size=15px][color=#595959][/color][/size]

  • 64.10 地黄叶化学成分的研究

    64.10 地黄叶化学成分的研究

    【作者】 翟彦峰 【授予单位】 河南大学 【摘要】地黄为玄参科植物地黄(Rehmahnia glutinosa Libosch.)的新鲜或干燥块根,是著名的四大怀药之一。地黄为常用大宗中药材,应用广泛,疗效确切,所以大家对地黄的研究也比较关注,但关于地黄叶的研究却鲜有报道。梓醇是地黄中含量最高的环烯醚萜单糖苷,为地黄的主要活性成分之一,具有利尿、缓和泻下、降血糖、神经保护等生物活性。1994年,周燕生等从鲜地黄叶中分出了多种和根中相同的化学成分,并且发现鲜地黄叶中的梓醇含量要高于根,说明地黄叶也有很高的药用价值。本课题通过研究地黄叶的化学成分及质量标准,旨在扩大地黄药用资源,开发地黄的新的用药部位。   本文对近年来地黄及地黄叶的化学成分,药理作用等方面的研究进行总结。地黄的主要化学成分为环烯醚萜苷类,非苷环烯醚萜类,紫罗兰酮类,地黄脑苷类,其它糖、苷类,氨基酸类,无机离子及微量元素;药理作用主要有影响糖代谢,调节免疫系统,改善血液系统,心血管系统,抗肿瘤作用,抗衰老、益智、保护胃粘膜。地黄叶的化学成分研究发现地黄叶具有比根部更丰富的梓醇资源,具有很高的开发价值;临床主要用于治疗皮肤病、创伤等。   地黄叶中的主要成分为环烯醚萜类化合物。本文采用甲醇浸提,浓缩,大孔吸附树脂、反复硅胶色谱柱、MCI色谱柱、ODS反相色谱柱分离纯化,理化和现代光谱分析鉴定化合物结构。从地黄叶甲醇提取物中,分离鉴定了7个化合物,分别为益母草苷(化合物1)、梓醇(化合物2)、桃叶珊瑚苷(化合物3)、3',4'-二甲氧基-槲皮素-3-O-β-D-半乳糖吡喃苷(化合物4)、胡萝卜苷(化合物5)、β-谷甾醇(化合物6)、京尼平苷(化合物7)等。利用水蒸气蒸馏法提取了地黄叶的挥发油,进行GC-MS分析,对其中的38个化学成分进行了鉴定。   本文我们建立了地黄叶中益母草苷的含量测定方法。以益母草苷含量为指标,采取正交设计,优选了地黄叶中益母草苷的最佳提取工艺为:超声提取法,50%甲醇为溶媒,提取30min。采用Diamonsil C18(150mm×4.6mm,5μm)色谱柱。流动相为乙腈-水(3:97),检测波长为203nm,柱温为25℃,流速为1mL/min。益母草苷的线性方程为Y=504516X-2500,r=0.9999。说明益母草苷在0.232-2.320μg范围内,进样量与峰面积呈良好的线性关系,并进行了方法学验证。对地黄叶中的益母草苷的含量进行了测定,含量为0.42%。本研究可以为地黄叶的质量标准控制提供一定的参考。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208271612_386468_2352694_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208271613_386470_2352694_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208271613_386471_2352694_3.jpg【关键词 】地黄叶 化学成分 环烯醚萜苷 质量标准 梓醇含量 药理作用 MeSH主题词 吸附(Adsorption) 甲醇(Methanol) 环烯醚萜苷类(Iridoid Glycosides) 树(Trees) 心血管系统(Cardiovascular System) 植物(Plants) 玄参科(Scrophulariaceae) 益母草属(Leonurus) 分类号 R284

  • 卷积神经网络模型发展及应用

    卷积神经网络模型发展及应用

    [b]卷积神经网络模型发展及应用转载地址:[/b]http://fcst.ceaj.org/CN/abstract/abstract2521.shtml [img]https://oss-emcsprod-public.modb.pro/image/editor/20220802-9243a15c-bcd6-4a63-921e-932f257a1e05.png[/img][img=,690,212]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/08/202208021122351500_3641_5785239_3.png!w690x212.jpg[/img]深度学习是机器学习和人工智能研究的最新趋势,作为一个十余年来快速发展的崭新领域,越来越受到研究者的关注。卷积神经网络(CNN)模型是深度学习模型中最重要的一种经典结构,其性能在近年来深度学习任务上逐步提高。由于可以自动学习样本数据的特征表示,卷积神经网络已经广泛应用于图像分类、目标检测、语义分割以及自然语言处理等领域。[b]首先分析了典型卷积神经网络模型为提高其性能增加网络深度以及宽度的模型结构,分析了采用注意力机制进一步提升模型性能的网络结构,然后归纳分析了目前的特殊模型结构,最后总结并讨论了卷积神经网络在相关领域的应用,并对未来的研究方向进行展望。[/b]卷积神经网络(convolutional neural network,CNN) 在计算机视觉[1- 5]、自然语言处理[6- 7]等领域已被广泛 应用。在卷积神经网络兴起之前,主要依靠人工针对特定的问题设计算法,比如采用 Sobel、LoG(Laplacian of Gaussian)、Canny、Prewitt 等[8- 11]算子进行边 缘 检 测 ,采 用 Harris、DoG(difference of Gaussian)、FAST(features from accelerated segment test)、SIFT (scale invariant feature transform)等[12-15]用于角点等特 征检测,并且采用传统分类器如 K近域、支持向量机、 稀疏分类器等[16- 18]进行分类。特征提取和分类器的 设计是图片分类等任务的关键,对分类结果的好坏 有着最为直接的影响。卷积神经网络可以自动地从 训练样本中学习特征并且分类,解决了人工特征设计 的局限性。神经网络的思想起源于1943年McCulloch 和 Pitts 提出的神经元模型[19],简称 MCP 神经元模 型。它是利用计算机来模拟人的神经元反应的过 程,具有开创性意义。此模型将神经元反应简化为 三个过程:输入信号线性加权、求和、非线性激活。1958 年到 1969 年为神经网络模型发展的第一阶段, 称为第一代神经网络模型。在 1958 年 Rosenblatt 第 一次在 MCP 模型上增加学习功能并应用于机器学 习,发明了感知器算法[20],该算法使用 MCP 模型能够 采用梯度下降法从训练样本中自动学习并更新权 值,并能对输入的多维数据进行二分类,其理论与实 践的效果引起了神经网络研究的第一次浪潮。1969 年美国数学家及人工智能先驱 Minsky在其著作中证 明感知器本质上是一种线性模型[21],只能处理线性分 类问题,最简单的异或问题都无法正确分类,因此神 经网络的研究也陷入了近二十年的停滞。1986 年到 1988 年是神经网络模型发展的第二阶段,称为第二 代神经网络模型。1986 年 Rumelhart 等人提出了误 差反向传播算法(back propagation algorithm,BP)[22]。BP 算法采用 Sigmoid 进行非线性映射,有效解决了 非线性分类和学习的问题,掀起了神经网络第二次 研究高潮。BP 网络是迄今为止最常用的神经网络, 目前大多神经网络模型都是采用 BP网络或者其变化 形式。早期神经网络缺少严格数学理论的支撑,并 且在此后的近十年时间,由于其容易过拟合以及训 练速度慢,并且在 1991 年反向传播算法被指出在后 向传播的过程中存在梯度消失的问题[23],神经网络再 次慢慢淡出人们的视线。1998 年 LeCun 发明了 LeNet-5,并在 Mnist 数据 集达到 98%以上的识别准确率,形成影响深远的卷积 神经网络结构,但此时神经网络的发展正处于下坡 时期,没有引起足够的重视。从感知机提出到 2006 年以前,此阶段称为浅层 学习,2006 年至今是神经网络的第三阶段,称为深度 学习。深度学习分为快速发展期(2006—2012 年)和 爆发期(2012 年至今),2006 年 Hinton 提出无监督的 “逐层初始化”策略以降低训练难度,并提出具有多 隐层的深度信念网络(deep belief network,DBN)[24], 从此拉开了深度学习大幕。随着深度学习理论的研究和发展,研究人员提 出了一系列卷积神经网络模型。为了比较不同模型 的质量,收集并整理了文献中模型在分类任务上的 识别率,如图 1所示。由于部分模型并未在 ImageNet 数据集测试识别率,给出了其在 Cifar-100 或 Mnist数 据集上的识别率。其中,Top-1识别率指的是 CNN 模型预测出最大概率的分类为正确类别的概率。Top-5 识别率指的是 CNN 模型预测出最大概率的前 5 个分 类里有正确类别的概率。2012 年,由 Alex Krizhevshy 提出的 AlexNet给卷 积神经网络迎来了历史性的突破。AlexNet 在百万 量级的 ImageNet数据集上对于图像分类的精度大幅 度超过传统方法,一举摘下了视觉领域竞赛 ILSVRC2012的桂冠。自 AlexNet之后,研究者从卷积神经网 络的结构出发进行创新,主要有简单的堆叠结构模 型,比如 ZFNet、VGGNet、MSRNet。堆叠结构模型通 过改进卷积神经的基本单元并将其堆叠以增加网络 的深度提升模型性能,但仅在深度这单一维度提升 模 型 性 能 具 有 瓶 颈 ;后 来 在 NIN(network in network)模型提出使用多个分支进行计算的网中网结 构模型,使宽度和深度都可增加,具有代表性的模型 有 Inception 系列模型等;随着模型深度以及宽度的 增加,网络模型出现参数量过多、过拟合以及难以训 练等诸多问题。ResNet 提出残差结构后,为更深层 网络构建提出解决方案,随即涌现出很多残差结构模 型,比如基于 ResNet 改进后的 ResNeXt、DenseNet、 PolyNet、WideResNet,并且 Inception也引入残差结构 形成了 Inception-ResNet-block,以及基于残差结构并 改进其特征通道数量增加方式的 DPResNet;与之前 在空间维度上提升模型性能的方法相比,注意力机 制模型通过通道注意力和空间注意力机制可以根据 特征通道重要程度进一步提升模型性能,典型的模 型为 SENet、SKNet 以及 CBAM(convolutional block attention module)。传统的卷积神经网络模型性能十分优秀,已经 应用到各个领域,具有举足轻重的地位。由于卷积 神经网络的模型十分丰富,有些模型的结构或用途 比较特殊,在本文中统称为特殊模型,包括具有简单的结构和很少参数量的挤压网络模型 SqueezeNet,采 用无监督学习的生成对抗网络模型(generative adversarial network,GAN),其具有完全相同的两路网络 结构以及权值的孪生神经网络模型 SiameseNet,以 及通过线性运算生成其他冗余特征图的幽灵网络 GhostNet。由于卷积神经网络的一系列突破性研究成果, 并根据不同的任务需求不断改进,使其在目标检测、 语义分割、自然语言处理等不同的任务中均获得了 成功的应用。[b]基于以上认识,本文首先概括性地介绍了卷积 神经网络的发展历史,然后分析了典型的卷积神经 网络模型通过堆叠结构、网中网结构、残差结构以及 注意力机制提升模型性能的方法,并进一步介绍了 特殊的卷积神经网络模型及其结构,最后讨论了卷 积神经网络在目标检测、语义分割以及自然语言处 理领域的典型应用,并对当前深度卷积神经网络存 在的问题以及未来发展方向进行探讨。[img=,690,387]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/08/202208021123119824_325_5785239_3.png!w690x387.jpg[/img][/b][img]https://oss-emcsprod-public.modb.pro/image/editor/20220802-51d3c121-d787-4a08-a7a4-a7f9ecb3a33d.png[/img][b]转载文章,如有侵权,请联系我删除[/b]

  • 中文文献2篇神经导管01

    【序号】:1【作者】: 陈勇1,2范林1付贞3【题名】:神经导管支架修复外周神经损伤的研究与现状【期刊】:中国组织工程研究. 【年、卷、期、起止页码】:2017,21(30)【全文链接】:[url]https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2017&filename=XDKF201730026&v=Dxs8skb1gfcOpIUh1eNWljN%25mmd2FQ3UEju0GFx6xYHZpXQYkGlTWlLs8U67DUS9%25mmd2FRruc[/url]【序号】:2【作者】: 陈军沈华【题名】:神经导管内支架修复周围神经缺损的研究应用与进展【期刊】:中国组织工程研究. 【年、卷、期、起止页码】:2017,21(08)【全文链接】:[url]https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2017&filename=XDKF201708024&v=Dxs8skb1gfenMqoDMwMDkHbXkQomKTgyX4UAgE1w8S1Z87nbcNwKRJg7SFWKV20O[/url]

  • 西安交通大学等离子体医学研究中心诚聘分析化学研究小组主任

    西安交通大学等离子体医学研究中心诚聘分析化学研究小组主任 (有效期至2012年8月31日) 多学科交叉是当前科学研究和人才培养的重要发展方向,为此,西安交通大学通过引进领军人才、推行国际化管理模式、建设高水平科研平台,于2012年5月21日成立了等离子体医学研究中心。该中心是我国第一家等离子体与医学的跨学科研究中心,研究内容还涉及电工、材料、物理、环境、化工、新型制造等多学科领域。其发展为传统学科提供了新的增长点和发展机遇,将推动我校相关学科创新能力的整体提升,引领我国等离子体医学参与国际竞争。等离子体医学研究中心旨在较短时间内发展为一个具有鲜明学科交叉特色,拥有国际一流研究水平的新型科研机构。 中心主任为中组部“千人计划”入选者孔刚玉教授。孔刚玉教授是等离子体医学领域著名学者,首届国际等离子体医学大奖得主(该领域最高学术荣誉),2012年度IEEE国际等离子体科学与科技大会主席。研究中心拟设立多个研究小组,涵盖等离子体仿真、等离子体工程、等离子体诊断、化学诊断、分子生物学、细胞生物学、生物化学及微生物学等研究方向,在2-3年内形成真正跨学科、高水平的研究梯队。研究中心现有超过300m2的实验室,包括细胞培养室、细菌培养室、分子生物学实验室、细胞生物学与生物化学实验室、等离子体工程实验室、等离子体仿真实验室等;实验室设备包括光谱仪、质谱仪、电子自旋共振谱仪、激光共聚焦显微镜、流式细胞仪等系列化的国际水平研究设备;前期研究成果已有多篇论文发表在应用物理与工程领域顶级学术期刊上。研究中心已具备多学科交叉研究的实验条件,并展现着巨大的发展潜力。本交叉中心所聘研究小组主任对中心的发展将有直接影响,包括未来实验平台的发展和实验设备的扩展。 等离子体医学交叉学科研究中心采用与国际接轨的高效科研管理体制,力求使所有科研工作者都能够最大限度地发挥其创造力和主导作用。该体制将充分发挥国际知名学者的领军作用,同时激励青年学者快速成长为长江、杰青等国家级人才并具有国际能见度,使所有人都不存在成长的上限。 我中心现面向全球招聘数名从事等离子体生物效应领域的研究小组主任(全职),学术背景方向要求为细胞生物学、微生物学和分析化学。研究小组主任需具有从事交叉学科研究的热忱,积极拓展学科知识背景,团结协作使多学科形成合力,实现共赢。中心将创造一流研究条件,支持研究小组主任成为各自特色学科方向上的学术带头人。西安交通大学在财政、政策、研究生招收和科研空间等方面对中心给予了大力支持。西安是华夏文明古都,具有深厚的文化积淀;西安是现代化大都市,是全国3个国际化大都市之一,也是中西部地区最重要的科学研究与高新技术产业中心;西安还是一座宜居之城,生活成本低(房价约为北京、上海的五分之一),生活环境好(山水之城,名胜广布)。这都将使优秀人才同时享受事业的成功和高品质的生活。 应聘条件 对科学研究有热情、专注的追求、和敬业精神; 年龄在34岁以下(具有等离子体相关研究经验者,年龄37岁以下),博士学位; 研究方向: 1) 细胞生物学(1名),等离子体作用于细胞和肌体组织的研究(尤其是有细胞膜蛋白及细胞膜透析,癌症,或神经生长等方面专长的); 2) 微生物学(1名),等离子体作用于细菌(真菌)的研究 (尤其是有抗生素,或者细菌-细胞相互作用等方面专长的); 3) 分析化学(1名),水溶液和组织液中活性氧和活性氮粒子的诊断、成分分析和相关粒子产生和灭绝的机理研究; 以第一作者或通讯作者身份在一流专业期刊发表3篇或3篇以上学术论文; 熟练掌握生物医学领域或分析化学实验技能,有独立承担科研工作的能力; 优秀的中英文表达能力、英文阅读及学术论文撰写能力; 富有责任心及团队合作精神。 岗位待遇 采用Tenure Track(预备终身教职)模式; 年薪10--15万元(该薪酬不包括基于业绩的奖金); 购买医疗、养老、工伤等社会保障金和公积金; 子女入学与终身职位教工相同(本校有附属的一流中小幼就学条件); 将为入职者提供具有竞争力的科研平台建设经费; 其他待遇按照中心有关规定执行。 应聘方式 应聘者申请时需提供如下材料: 1) 电子版简历(中英文)。简历格式不限,但应包含本人研究领域和应聘的岗位(学科方向)名称、个人成长经历与家庭信息、研究成果列表; 2) 主要研究成果。3项主要成果的电子版,含成果水平的简要介绍(中英文); 3) 推荐信。2份业内专家的推荐信(中英文); 4) 对交叉学科的理解及本人定位(中英文)。 收到申请材料后,中心的老师会反馈等离子体医学相关的科研资料,并与申请人详细沟通来中心后的具体研究工作。申请人需要根据科研资料与沟通结果,提交项目申请书(中英文)。申请书格式不限,内容涵盖对今后3年的科研计划、技术路线、科研条件与经费需求等。 中心学术委员会将对上述申请材料(含项目申请书)进行初选,初选合格者将受邀来我校参加评聘答辩,由我校支付往返旅费及食宿费用;或者通过网络视频面试,中心会提前告知网络连接方式。答辩时间在2012年9月的前两周。有兴趣者可以电子邮件联系孔刚玉教授(m.g.kong@lboro.ac.uk )。 联系方法 单位:西安交通大学等离子体医学研究中心 地址:中国 陕西 西安市咸宁西路28号 邮编:710049 联系人:刘定新 电话:15209228245 E-mail:liudingxin@gmail.com

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