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罗汉果苷Ⅴ对多巴胺能神经元炎症损伤的保护作用

罗汉果苷Ⅴ对多巴胺能神经元炎症损伤的保护作用 天然产物研究与开发
2024-12-18
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蒋德旗*  梁瑞兰  刘 珂  梁焕葵  陈锦璐  陈泓睿  蒋丽林

玉林师范学院生物与制药学院 广西农产资源化学与生物技术重点实验室

帕金森病的发病率仅次于阿尔茨海默病,为第二大神经退行性疾病。中脑多巴胺能神经元丢失为其主要病理特征,帕金森病发病机制复杂,其中胶质细胞过度活化诱发的氧化应激与炎症损伤是导致神经元死亡的重要因素之一。目前,探索促进多巴胺能神经元生存的有效成分和相应靶点已成为该领域研究热点。药食两用植物罗汉果广泛种植于广西等地区,被广泛用于药膳和中药材,其有效成分罗汉果苷V(mogroside V,Mog V)为从罗汉果果实提取物分离出来的一种三萜糖苷,通常用作天然甜味剂。现代药理学研究表明Mog V具有抗氧化应激、抗炎、抗糖尿病等多种功能活性。研究发现Mog V还具有一定的神经保护作用,如Mog V对皮质酮诱导的PC12神经细胞损伤具有保护作用,还能显著降低海马神经细胞的氧化应激损伤和凋亡水平,此外,Mog V预处理可缓解抑郁症状,并显著降低炎症因子水平;Mog V显著抑制脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的小胶质细胞中促炎症因子的产生,对LPS引发的神经毒性起到保护作用。本文研究Mog V对小胶质细胞激活所致多巴胺能神经元炎症损伤的保护作用及相关机制,以期为帕金森病治疗药物研制和罗汉果活性成分在功能性食品开发中的应用提供更多理论依据

本研究发现Mog V可减少小胶质细胞活化诱发的神经元凋亡和细胞周期阻滞,改善炎症条件下的多巴胺能神经元生存状态。文献报道,Mog V及其代谢物11-oxo-mogrol预处理可通过促进神经突起生长、抑制细胞凋亡和Ca2+释放的机制防止非竞争性N-甲基-D-天门冬氨酸受体拮抗剂诱导的神经元损伤。Mog V可减轻鱼藤酮诱导的神经毒性,抑制帕金森病动物模型大脑黑质部位的多巴胺能神经元死亡。Mog V还可促进糖尿病大鼠下颌骨成骨细胞的增殖。给予Mog V预处理小鼠胰岛β细胞株MIN6细胞后,过氧化氢诱导的细胞增殖抑制和细胞凋亡增加均得到明显的逆转,以上结果为本研究结论提供支持。
线粒体功能障碍是导致细胞凋亡的主要原因。研究表明,Mog V可改善H9c2心肌细胞氧糖剥夺损伤的线粒体能量代谢,抑制线粒体膜电位丧失,抑制线粒体膜通透性转运孔的开放,促进线粒体生物合成,抑制其分裂,促进线粒体自噬及融合,维持其结构和功能稳定。Mog V处理可减少LPS诱导的猪卵母细胞线粒体功能障碍和早期凋亡。补充Mog V消除过氧化氢处理的卵母细胞线粒体功能异常导致的膜电位下降,从而抑制细胞凋亡。本研究发现Mog V对多巴胺能神经元具有一定的线粒体保护作用,Mog V可逆转小胶质细胞激活导致的线粒体膜电位下降、线粒体膜通透性转运孔开放增加。研究指出,Mog V预处理胰岛β细胞株MIN6细胞,可恢复过氧化氢下调的Bcl-2蛋白表达。本研究发现Mog V抑制凋亡的机制也与其上调Bcl-2蛋白表达有关,此外,还发现Mog V可通过下调Bax和Caspase-3蛋白表达抵抗神经炎症。

SIRT3为线粒体蛋白,可通过减轻氧化应激与炎症损伤、改善线粒体功能等在神经细胞损伤中发挥重要的抵抗作用,已成为多种天然产物活性成分发挥作用的靶点。SIRT3对帕金森病多巴胺能神经元损伤具有一定的保护作用,课题组前期研究也发现SIRT3过表达可缓解胶质细胞激活诱发的多巴胺能神经元炎症损伤,故寻找药物分子调控其表达对于多巴胺能神经元介导的神经疾病治疗将具有重要的意义,如淫羊藿苷通过上调SIRT3表达抵抗鱼藤酮诱导的多巴胺能神经元丢失。SOD2为SIRT3下游靶标基因,可被其调节激活,进而降低ROS水平。研究指出Mog V可降低PM2.5诱导的猪肺泡巨噬细胞内ROS水平,还可降低过氧化氢处理的小鼠皮肤成纤维细胞中ROS水平,同时伴有SOD2和过氧化氢酶活性的升高。多项研究证实Mog V可上调SIRT3同家族成员SIRT1的表达,两者在抗氧化应激和炎症损伤方面具有很多相似之处。如Mog V通过上调心肌细胞SIRT1表达改善线粒体功能,减轻心肌缺血再灌注损伤;补充Mog V可增加卵母细胞氧化应激相关基因SIRT1SOD2的mRNA表达,降低胞内ROS水平并增强线粒体功能,进而促进卵母细胞体外成熟。本研究结果显示,Mog V可上调多巴胺能神经元SIRT3、SOD2蛋白表达,从而减少胶质细胞活化诱发的ROS生成,Mog V抵抗神经炎症所致神经元凋亡的作用机制可能与SIRT3上调改善线粒体功能有关,但详细分子机制有待更进一步研究阐明。此外,课题组前期研究已发现LPS单独作用于多巴胺能神经元MN9D细胞,可使MN9D细胞凋亡增多、线粒体膜电位下降、SIRT3、SOD2及Bcl-2蛋白表达减少,表现出一定的神经元炎症损伤作用,故本研究试验没有设置LPS单独作用MN9D细胞组。

综上所述,Mog V能够抑制小胶质细胞激活所致多巴胺能神经元的细胞凋亡和周期阻滞,S/G2期细胞比例增加,对神经炎症损伤具有一定的缓解作用,作用机制可能与其恢复线粒体膜电位、促进SIRT3/SOD2蛋白表达、减少线粒体膜通透性转运孔开放和ROS生成有关。这些发现可为帕金森病的药物治疗提供新的思路,同时也为Mog V的进一步开发利用提供参考该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2024年第11期,欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。

引用格式蒋德旗,梁瑞兰,刘珂,等.罗汉果苷V对多巴胺能神经元炎症损伤的保护作用[J].天然产物研究与开发,2024,36:1931-1938. Jiang DQ,Liang RL,Liu K,et al.Protective effect of mogroside V on inflammatory damage of dopaminergic neurons[J].Nat Prod Res Dev,2024,36:1931-1938. 


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