【寫在前面】:本期推薦的是由南京中醫藥大學附屬無錫醫院等等研究團隊合作近期發表于Journal of Ethnopharmacology(IF4.8)的一篇文章,揭示二至丸通過ERβ-TFAP2A-TH促進藍斑去甲腎上腺素合成發揮神經保護作用。
【期刊簡介】
【題目及作者信息】
背景:二至丸(EZP)是滋陰補腎的經典中藥方劑,治療失眠、健忘,對阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)具有潛在的治療作用,但其有效成分及確切作用機制尚不清楚。
意圖:本研究旨在確定EZP改善認知功能障礙的關鍵活性成分和分子靶點,并闡明其潛在機制。
方法:行為學和組織形態學分析用于驗證EZP改善脂多糖(LPS)誘導模型的認知障礙的功效。非靶向代謝組學表征藍斑(LC)中的代謝譜改變,而靶向代謝組學則專注于特定的代謝途徑。微透析結合高分辨率質譜(HR-MS)分析了LC透析液中EZP的化學成分,通過網絡藥理學和分子對接預測了EZP的潛在靶點,并通過表面等離子體共振(SPR)驗證了EZP與LC透析液的結合親和力,利用分子生物學技術研究了EZP的信號通路。
結果:EZP顯著提高了LPS誘導AD小鼠模型的學習和記憶能力,同時增強了神經元活性。代謝組學分析顯示,EZP主要通過調節丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝途徑以及苯丙氨酸和酪氨酸代謝網絡來發揮作用。具體而言,EZP治療導致LC中酪氨酸(Tyr)水平降低,去甲腎上腺素(NE)濃度升高。Western blot分析進一步表明,LC組織中酪氨酸羥化酶(TH)和多巴胺β-羥基化酶(DβH)蛋白的表達上調。成分鑒定分析鑒定了EZP中的45種原型成分和14種代謝產物,其中芹菜素和蟛蜞菊內酯被認為是潛在的生物活性成分。網絡藥理學結合分子對接揭示了雌激素受體β(ERβ)是介導EZP抗AD作用的關鍵靶點。SPR證實,與G蛋白偶聯受體30(GPR30)相比,芹菜素和韋德洛內酯對ERβ的結合親和力更強。機制研究表明,這些化合物激活了ERβ信號傳導,恢復了TFAP2A/TH轉錄活性,促進了NE的生物合成,從而改善了AD模型中的認知缺陷。
結論:本研究不僅闡明了EZP通過ERβ-TFAP2A/TH信號通路改善AD的認知功能障礙,還提出了NE增強作為AD治療的新策略。
圖文摘要
【前言】
阿爾茨海默病(AD)是一種進行性神經退行性疾病,其特征是認知能力下降和標志性的神經病理學特征,包括淀粉樣β(Aβ)斑塊和神經原纖維纏結(NFT)。流行病學研究表明,中國65歲以上人群的癡呆癥患病率為5.14%,其中AD占3.21%。漫長的病程和高昂的治療費用給全球老齡化人口帶來了重大挑戰。目前的治療干預通常在臨床癥狀出現后開始,此時神經元損傷已變得不可逆轉。盡管對AD的發病機制進行了廣泛的研究,包括Aβ沉積、tau蛋白過度磷酸化、神經炎癥和氧化應激,但有效的疾病改善治療仍然難以實現。這強調了針對臨床前AD階段的早期干預策略的迫切需要。
藍斑(LC)被廣泛認為是單胺類神經遞質去甲腎上腺素(NE)的主要來源,NE對注意力、覺醒、學習和記憶至關重要。神經病理學研究確定LC是阿爾茨海默病中NFTs積聚的最早部位之一。AD患者表現出明顯的LC神經元損失,導致LC體積和功能顯著減少,同時Aβ沉積和NFT形成明顯。臨床證據表明,阿爾茨海默病患者的LC神經元損失與整體認知能力下降、記憶缺陷和視覺空間功能障礙有關。研究表明,去甲腎上腺素轉運體抑制劑托莫西汀可降低認知障礙患者的腦脊液tau和磷酸化tau水平,同時使突觸功能、腦代謝和神經膠質免疫的生物標志物正常化。這些發現表明,增強NE信號傳導可能是治療AD的一種有前景的策略。然而,所有NE再攝取拮抗劑的設計都是基于釋放后NE的作用,而忽視了增強NE生物合成的潛在干預措施。
二至丸(EZP)是一種經典的中國草藥配方,最早記錄于明代(公元1530年)醫學文獻《浮壽經方》,由兩種主要草藥組成:女貞子和墨旱蓮,具有滋陰、益肝腎、止血的功效。現代藥理學研究表明,EZP能夠通過多種機制發揮神經保護作用,包括抗氧化活性、抗炎特性和神經遞質系統的調節。此外,研究發現EZP可以增加更年期綜合征模型大鼠下丘腦中NE的含量,從而緩解更年期癥狀。作者之前的研究發現,EZP可以改善D-半乳糖誘導的AD小鼠的學習和記憶能力,并恢復海馬神經元的形態。然而,EZP的分子機制和活性成分尚未得到探索。研究EZP對NE合成代謝的影響及其潛在作用具有重要意義。
本研究在動物水平上證明了EZP在抗AD中的作用,通過非靶向和靶向代謝組學闡明了EZP的作用途徑,并進一步鑒定了LC中的活性成分。通過網絡藥理學、分子對接、表面等離子體共振(SPR)、染色質免疫沉淀qPCR(ChipqPCR)等關鍵技術,鑒定了EZP抗AD作用的關鍵活性成分和靶點,并進一步探討了其作用機制。
【結果部分】
1.EZP改善LPS模型小鼠體內認知障礙。
2.EZP改善LPS模型的代謝特征并調節NE的生物合成。
3.通過UPLC-Q-TOFMS/MS對進入LC的EZP成分進行了分析。
4.基于網絡藥理學、分子對接和SPR預測EZP治療AD的關鍵靶點。
5.芹菜素(API)和蟛蜞菊內酯(WED)通過激活ERβ來恢復TFAP2A/TH轉錄和促進NE合成,從而對LPS小鼠認知障礙的影響。
【結論與討論】
總之,本研究從行為和組織形態學水平證明了EZP改善LPS模型小鼠認知障礙的有效性。從代謝組學的角度來看,EZP可能通過NE合成代謝途徑改善認知障礙的機制。通過網絡藥理學-分子對接模擬-SPR找到了EZP作用的關鍵成分和靶點。此外,結合分子生物學方法,驗證了EZP潛在活性成分改善AD認知障礙的作用機制,并提供了NE和AD之間的聯系。更重要的是,EZP治療可以通過激活ERβ恢復TFAP2A/TH轉錄并促進NE合成,從而改善AD模型小鼠的認知障礙。因此,TH可能是治療AD的有前景的治療靶點。
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