[目的]通过观察增龄大鼠的学习记忆功能、神经元突触、神经生长因子(nervegrowthfactor,NGF)及其受体后信号转导通路的变化，力图阐述NGF信号转导通路在脑老化机制中的作用；并应用具有自主知识产权的复方中药参乌胶囊(Shen-wucapsule，SW)及其何首乌有效成份二苯乙烯苷(tetrahydroxystilbeneglucoside，TSG)对老年大鼠进行干预，以期进一步阐明药物促进神经元存活、延缓自然衰老的作用机制，并为揭示其防治老年性痴呆(Alzheimersdisease)的作用机理提供多方面的实验依据。 [方法]雄性SD大鼠，按月龄分为1月龄、3月龄、6月龄、18月龄和24月龄。24月龄老年大鼠分为对照组、参乌胶囊低剂量组[SW(L)]、高剂量组[SW(H)]、二苯乙烯苷低剂量组[TSG(L)]、高剂量组[TSG(H)]。从21月龄开始，SW(L)、SW(H)组分别给予参乌胶囊0.8g/kg和1.6g/kg；TSG(L)、TSG(H)组分别给予二苯乙烯苷0.03g/kg和0.06g/kg；老年对照组给予等体积蒸馏水，灌胃，每日一次，至24月龄。进行以下实验： (1)采用Morris水迷宫和通道式水迷宫两种方法，对大鼠进行行为学实验以检查学习记忆功能。 (2)电子显微镜观察大鼠海马CA1区和皮层神经元超微结构，特别是突触结构和脂褐素颗粒的沉积。 (3)应用免疫组织化学染色方法观察海马CA1区神经元蛋白表达情况，包括神经元存活信号转导通路中的重要因子NGF及其受体TrkA和p75、胰岛素样生长因子-1(insulin-likegrowthfactor-1，IGF-1)及其受体IGF-1R、胰岛素受体(insulinreceptor,InsR)、胰岛素受体底物-1(insulinreceptorsubstrate-1，IRS-1)、磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol3-kinase，PI3K)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B(Ser/ThrproteinkinaseB，Akt/PKB)、磷酸化的70KDaS6核糖体蛋白激酶(phosphated70KDaS6ribosomeproteinkinase，p-p70S6K)以及与突触结构密切相关的突触体素(synaptophysin，SYP)和胆碱能神经元的标志物胆碱乙酰基转移酶(cholineacetyltransferase，ChAT)。 (4)应用Westernblot方法对上述部分因子进行半定量分析，并进一步检测了磷酸化的cAMP反应元件结合蛋白(phosphatedcAMPresponseelementbindingprotein，p-CREB)、蛋白激酶C(proteinkinaseC，PKC)和细胞外信号调节激酶(extracellularsignalregulatedkinase，ERK1)。 (5)应用实时定量PCR方法检测大鼠海马区NGF、TrkA、PI3K和IGF-2基因表达水平。 (6)表达谱基因芯片比较6月龄和24月龄大鼠海马区基因表达水平的变化。 (7)蛋白质组学检测大鼠大脑皮层蛋白质表达水平。 [结果](1)水迷宫试验结果表明，从1月龄至6月龄，SD大鼠的逃避潜伏期、全程游泳距离逐渐缩短，错误反应次数逐渐减少，试验成绩逐渐增加，6月龄时作业成绩最佳，以后成绩缓慢下降，至24月龄时降至1月龄水平，参乌胶囊及其何首乌有效成分二苯乙烯苷可以减少老年大鼠游出水迷宫的错误反应次数，提高老年大鼠的水迷宫作业成绩。 (2)电子显微镜检查神经元超微结构结果表明，与动物学习记忆密切相关的突触结构在大鼠出生及幼年时发育尚未完善，随年龄增加，突触结构逐渐完善，数量增加，至大鼠6月龄时发育最好，老年期则出现突触结构的损伤、减少和丢失。自1月龄开始，神经元内出现少量的脂褐素颗粒，随年龄增加脂褐素沉积逐渐增多，至老年期沉积最明显，形成斑块样。老年大鼠给予二苯乙烯苷可以保护海马和皮层神经元超微结构，减轻突触结构的损伤和丢失。 (3)免疫组织化学染色观察海马神经元突触体素和胆碱乙酰基转移酶的表达显示，突触体素的表达水平随增龄的变化趋势与突触结构的变化一致，老年期海马神经元突触体素和胆碱乙酰基转移酶的表达明显下降。参乌胶囊和二苯乙烯苷可增加老年期突触蛋白和胆碱乙酰基转移酶的表达水平。 (4)从基因和蛋白质水平观察到，位于神经元信号转导通路起始端的NGF及其受体的表达具有明显的随增龄变化规律，即幼年时表达量较低，随年龄逐渐上升，至青年期达高峰，而后开始下降，老年期明显减低。参乌胶囊和二苯乙烯苷可显著增强老年大鼠NGF及其受体的表达。 (5)神经元信号转导通路起始端的其它因子包括胰岛素受体、IGF-1及其受体IGF-1R随增龄变化的基本特点是幼年期表达量较低，随龄逐渐增加至青年期表达量最高，再逐渐减少，至老年期表达下降。 (6)神经元存活信号转导通路中受体后相关因子的基因表达和蛋白质表达呈现随增龄变化趋势，但其中不同因子的表达各具特点。通路起始部位的因子IRS-1和通路末端的因子p-p70S6K、p-CREB随增龄变化明显，而中间的因子Akt变化不大。参乌胶囊和二苯乙烯苷可以上调老年大鼠海马神经元IRS-1、PI3K、p-p70S6K、p-CREB的表达水平，激活老年大鼠海马神经元存活信号转导通路。 (7)蛋白质组学检测结果表明，约有11％的蛋白质在青年期与老年期存在差异，部分蛋白质的表达量在大鼠6月龄时达到高峰，而在老年期明显下降，特别是参与糖酵解和三羧酸循环的代谢酶，基本符合基因芯片检测结果。 [结论]大鼠的学习记忆功能自幼年期至青年期逐渐增加，青年期以后逐渐下降，老年期明显下降；老年期突触蛋白的表达下降，胆碱能神经元受损；神经元突触结构、海马区神经生长因子及TrkA受体的表达、受体后存活信号转导通路中重要因子的表达大部分存在随增龄变化，其趋势与学习记忆功能的变化相符合；在神经元信号转导通路上游和下游的因子在脑老化中明显下调，但位于信号通路中部的因子表达水平较稳定，不易受到老化的干扰；多种与糖代谢相关的酶类在老年期表达下调，说明老年期存在糖代谢障碍。参乌胶囊和二苯乙烯苷可以明显改善老年大鼠的学习记忆能力，并首次发现药物增加突触蛋白的表达、减轻突触结构的损伤、上调老年大鼠海马神经生长因子及TrkA受体、激活老年大鼠海马神经元PI3K/Akt存活信号转导通路的作用；通过现代医学科学的手段，证实了中医“补肾填髓”的理论，为阐明参乌胶囊和二苯乙烯苷的抗衰老作用机制提供了丰富的实验依据。