开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
衰老一词,现代汉语词典解释为年老而精力衰弱;细胞生物学中衰老是指在正常情况下生物发育成熟后,随年龄增加,自身机能减退,内环境稳定能力与应激能力下降,结构、组分逐步退行性变,趋向死亡的不可逆转的现象。
衰老是生物终将面临的问题,其伴随着身体机能的下降、各种病痛如耳鸣、四肢僵硬、反应迟钝、失眠等的到来,自然之力不可避免,但人类的生存质量直线下降, 一直以来,人们的奋斗就是为了能有更好的生活质量,进而实现自己的人生价值,因而抗衰老是全人类十分关注的问题。衰老的特征有:①积累性(Cumulative)②普遍性(Universal)③渐进性(Progressive)④内源性(Intrinsic)⑤有害性(Deleterious)⑥不可逆性。而直至今日,衰老机制并未完全阐明,像是大自然故意留给人类的一个巨大难题,让人类谨遵自然规律。目前,关于衰老机制的假说不下百种,其中被广泛接受的有自由基与氧化损伤学说、自身免疫学说、遗传程序学说、神经内分泌学说、代谢失调学说、体细胞突变学说等。自由基与氧化损伤学说认为人类的衰老是由于细胞的衰老引起的,而细胞的衰老则是起因于线粒体的衰老。线粒体是细胞内一种重要的细胞器,是细胞内的供能中心。线粒体在利用氧气进行代谢时,会形成一种超氧阴离子,这种阴离子的化学性质极为活泼,它会氧化线粒体膜及膜内的物质,这就影响 了线粒体的供能作用。而且,这些阴离子还会渗出破损的线粒体膜损伤其它的细胞器,甚至会损伤细胞核,这样细胞的代谢、分裂等功能就会受到影响,最终体现为细胞的衰老。但此学说仍然有许多难圆之处,例如,越来越多的实验表明 ,自由基反应是生命化学的一个基本组成部分 ( A part of essential biology) ,是诸多生化反应的必然过程 ,除了氧自由基在免疫过程中重要的防御作用 ,自由基过程是许多氧化酶 ,脱氢酶进行氧化还原反应的一个中间环节;又例如作为氧自由基之一的一氧化氮 NO是一种神经传导因子 ,起着重要的生理作用。另外,自由基在前列腺的合成中也必不可少。没有氧自由基 ,人类一天也活不下去。如此学说,其他衰老学说也皆有漏洞。
衰老动物模型,系指表现出与人类相似衰老表型的动物模型,在衰老机制和抗衰老药物的临床前研究中发挥着重要作用,目前广泛应用的衰老模型包括啮齿类、非人灵长类、小型鱼类以及无脊椎动物模型。衰老模型包括自发性、诱导性和转基因模型。自发性衰老模型包括自然衰老和快速老化模型,自然衰老模型最符合人类衰老特征,主要表现为抗应激能力、免疫功能以及学习记忆功能的减退,省略了手术或给药步骤,是研究衰老机制较为理想的模型,但饲养周期长、健康状况差、死亡率高且个体差异较大等特点也限制了自然衰老模型的广泛应用; 快速老化小鼠( senescence-accelerated mouse,SAM) 表现为随着年龄增长出现快速老化且不可逆转的特征,SAMP 包括 9 个亚系,病理表现各异,其中SAMP8 是应用最多的亚系,也是研究学习记忆功能障碍和阿尔茨海默病( Alzheimerrsquo;s disease,AD) 的理想模型。转基因衰老动物模型指通过转基因技术改变疾病相关基因表达,使实验动物表现出相应的衰老表型,随着衰老机制的深入探索和转基因技术如 CRISPR/Cas9 等的发展成熟,转基因衰老模型也逐 渐得到更广泛的应用。诱导性衰老模型是应用最广泛的衰老模型制备方法,主要包括 D-半乳糖致亚急性衰老模 型、beta;淀粉样蛋白诱导模型、去胸腺诱导模型、gamma;射线诱导模型、氯化铝诱导和亚硝酸钠等药物诱导模型。转基因衰老动物模型指通过转基因技术改变疾病相关基因表达,使实验动物表现出相应的衰老 表型,随着衰老机制的深入探索和转基因技术如 CRISPR/Cas9 等的发展成熟,转基因衰老模型也逐渐得到更广泛的应用。小鼠是最常用的实验动物,其一,它简单易获、实验操作简单;其二,小鼠寿命较短、易于饲养繁殖;其三,小鼠有99%的基因与人类同源,免疫、内分泌和消化系统的结构功能与人类相似。
D-半乳糖衰老动物模型是由国内学者龚国清等在 1991年根据衰老的代谢紊乱学说而构建的。与其他几种衰老动物模型如SAMP系小鼠衰老模型、臭氧损伤衰老模型、去胸腺衰老模型、自然衰老模型等相比,该模型简便易行,价格低廉,结果稳定,因而广泛应用于药物抗衰老的研究之中。近年来,D-半乳糖致衰老模型在行为学、形态学、分子生物学等方面逐步发展完善,已成为国内公认的经典衰老模型之一。方法:小鼠分为两组,一组背部皮下注射D-半乳糖120 mg/kg,1次/d,连续6周,另一组同样方法、同样频次注射生理盐水,造成衰老模型,而后进行Y型迷宫检测学习记忆功能,行为学检测完后,小鼠眼眶取血,进行生化指标检测、IgG水平检测、T淋巴细胞转化试验、血清中细胞因子白细胞介素-2、gamma;干扰素浓度检测等。
奥拉西坦是吡拉西坦衍生物, 是一类GABA受体促智药, 能选择性作用于大脑皮层和海马区, 激活、保护或促进神经细胞的功能恢复, 能对抗缺血缺氧引起的脑功能障碍, 改善脑血管损害引起的脑代谢障碍, 对神经具有一定的保护作用。机理研究结果提示其可促进磷酰胆碱和磷酰乙醇胺合成,提高大脑中ATP/ADP的比值,使大脑中蛋白质和核酸的合成增加。临床应用于轻中度血管性痴呆、老年性痴呆以及脑外伤等症引起的记忆与智能障碍。左旋奥拉西坦 (S-oxiracetam) 是奥拉西坦左旋异构体, 研究表明, 左旋异构体药效优于右旋, 较之消旋体, 左旋异构体改善东莨菪碱造成的小鼠学习记忆能力损伤作用更显著。实验中使用D-半乳糖制造衰老模型成功后,将小鼠分为两组,一组注射左旋奥拉西坦,一组注射生理盐水,观察左旋奥拉西坦组对比生理盐水组在小鼠学习记忆能力方面有无改善。有研究表明,乙醇所致记忆障碍可能与大脑内多巴胺(DA)的含量下降有密切的关系,奥拉西坦可提高动物大脑内多巴胺的含量,降低其神经细胞的凋亡率。
