罗汉果苷Ⅴ在帕金森病模型中的神经保护机制研究
doi: 10.11931/guihaia.gxzw202511004
江敏 , 徐晓峰 , 吴城荔 , 于兰 , 罗汉将 , 陈敏
桂林医科大学第一附属医院神经科学实验室,广西神经系统疾病临床医学研究中心,广西数字医学临床转化工程研究中心,广西 桂林 541001
基金项目: 中央引导地方科技发展资金(桂科ZY23055035);广西自然科学基金(2025GXNSFAA069132);国家自然科学基金(82360241,82304876);广西研究生教育创新计划项目(YCSW2025473,YCSW2024455)。
Neuroprotective mechanism study of mogroside V in Parkinson’s disease models
JIANG Min , XU Xiaofeng , WU Chengli , YU Lan , LUO Hanjiang , CHEN Min
Neuroscience Laboratory, Guangxi Clinical Research Center for Neurological Diseases, Guangxi Engineering Research Center of Digital Medicine and Clinical Translation, The First Affiliated Hospital of Guilin Medical University, Guilin 541001, Guangxi, China
摘要
广西特色植物罗汉果是“药食两用”名贵中药材,罗汉果苷V(mogroside V,MV)是罗汉果中的重要活性成分,具有潜在的神经保护作用,但具体机制尚不清楚。该研究利用α-突触核蛋白(α-synuclein,α-Syn)预成型纤维(preformed fibrils,PFF)处理C57BL/6J胎鼠大脑皮层原代神经元成功建立帕金森病(Parkinson’s disease,PD)模型。以MV干预PD原代神经元模型,通过蛋白质免疫印记及细胞免疫荧光方法评估MV对PD关键蛋白α-Syn、多巴胺受体D1(DRD1)及N-甲基-D-天冬氨酸受体NR1亚基(NMDAR1)的作用。此外,结合NMDAR1质粒过表达技术,检测α-Syn、DRD1以及NMDAR1的相互关系。结果表明:(1)10 μg·mL-1 α-Syn PFF显著降低原代神经元中DRD1与NMDAR1的表达水平(P<0.05)。(2)100 μmol·L-1 MV处理显著抑制α-Syn PFF导致的原代神经元中DRD1和NMDAR1表达下降(P<0.05)。(3)α-Syn PFF可显著下调DRD1和NMDAR1的表达,而过表达NMDAR1可逆转α-Syn PFF诱导的DRD1表达下调。综上认为,MV通过上调NMDAR1表达,缓解α-Syn导致的DRD1表达下降。该研究结果为阐明MV具有PD神经保护作用提供了新的实验基础,为开发罗汉果及其活性成分MV作为神经保护药物提供了理论依据,为广西特色植物的深度开发和价值提升提供了新的科学路径。
Abstract
Siraitia grosvenorii, a characteristic plant of Guangxi, is a precious Chinese medicinal material that can be used both as medicine and food. Mogroside V (MV) is a principal bioactive constituent of S. grosvenorii, and possesses potential neuroprotective effects, but the specific mechanism remains unclear. In this study, to establish the Parkinson’s disease (PD) primary neurons model, primary cortical neurons were isolated from C57BL/6J fetal mice for 7 days’ culture, α-synuclein (α-Syn) preformed fibrils (PFF) were added to the cellular cultural medium. Then, 100 μmol·L-1 MV was used to intervene in the PD primary neurons model. Western blot and cellular immunofluorescence analysis were applied to evaluate the effects of MV on the key PD proteins α-Syn, dopamine receptor D1 (DRD1) and N-methyl-D-aspartate receptor NR1 subunit (NMDAR1). Furthermore, to clarify the specific mechanism by which MV affects the expression of DRD1, this study established a PD cell model by adding 10 μg·mL-1 α-Syn PFF to the PC12 cell line. In addition, using NMDAR1 plasmid overexpression technology, the interrelationship among α-Syn, DRD1 and NMDAR1 in PC12 cells was examined. The results were as follows: (1)10 μg·mL-1 α-Syn PFF significantly decreased the expression levels of DRD1 and NMDAR1 in primary neurons (P<0.05). (2) 100 μmol·L-1 MV treatment significantly inhibited the down-regulation of DRD1 and NMDAR1 expression induced by α-Syn PFF in primary neurons (P<0.05). (3) The expression of DRD1 and NMDAR1 were both decreased by α-Syn PFF, while overexpression of NMDAR1 reversed the down-regulation of DRD1 level induced by α-Syn PFF. In conclusion, MV alleviates α-Syn PFF-induced down-regulation of DRD1 level by up-regulating NMDAR1 expression. This study provides a new experimental basis for elucidating the neuroprotective effect of MV on PD, provides a theoretical foundation for the development of S. grosvenorii and its active component MV as neuroprotective drugs, and provides a new scientific path for the in-depth development and value enhancement of Guangxi characteristic plants.
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是常见的神经退行性疾病(Ascherio & Schwarzschild, 2016)。PD的典型病理改变之一是PD患者神经元胞质内出现α-突触核蛋白(α-synuclein,α-Syn)异常聚集形成的嗜酸性包涵体,即路易体(Li et al., 2018)。α-Syn具有伴侣蛋白的生理功能,通过维护突触、参与调节多巴胺(dopamine,DA)的生物合成等多种途径保护细胞免受损伤(Longhena et al., 2019; Kaur & Lee, 2021)。在病理情况下,α-Syn可以通过寡聚化形成可溶性原纤维,进而聚集形成不溶性纤维结构和包涵体,最终形成路易体(Sidhu et al., 2004; Jones et al., 2015)。PD的另一个标志性病理改变是黑质DA能神经元的大量变性丢失(Gonzalez-Hernandez et al., 2010)。DA与多巴胺受体(dopamine receptor,DR)结合实现对运动活动的调节(Vallone et al., 2000)。DR有5种亚型,分别为D1(DRD1)、D2、D3、D4 和D5。其中,DRD1是表达最普遍的亚型之一,广泛分布于中枢神经系统及外周神经系统(Felsing et al., 2019; Farino et al., 2020; Lu et al., 2021),通过环磷酸腺苷通路在纹状体直接通路中增强运动启动(Liu et al., 2000)。以往的研究表明,在纹状体注射α-Syn预成型纤维(preformed fibrils,PFF)建立的PD模型小鼠黑质中,DRD1水平降低及DRD1阳性神经元减少(罗汉将等,2021),但具体机制并不清楚。
罗汉果(Siraitia grosvenorii)是葫芦科罗汉果属植物罗汉果的干燥果实,在历届《中华人民共和国药典》中均有收载,是我国“药食同源”理念的典型范例(Duan et al., 2023)。罗汉果原产于我国南方地区,尤以广西桂林最为著名,其果实应用在我国已有数千年的历史,具有治疗肺淤血、止咳、祛痰、缓解咽喉肿痛、润肺润肠、通便等功效(王勤等,2017; Tao et al., 2017; Soejarto et al., 2019)。从罗汉果的不同部位中已分离或鉴定出三萜类、黄酮类、多糖、氨基酸及精油等多种化合物,其中以葫芦烷型三萜类化合物为主要功能成分(Li et al., 2014),而罗汉果苷V(mogroside V,MV)是此类成分中具有生物活性的典型代表之一(刘婷等,2007; Zhang et al., 2025)。MV具有抗氧化、抗炎、促进神经突生长、抑制细胞凋亡和钙离子释放等药理作用(Gong et al., 2019; Li et al., 2019; Han M J et al., 2024)。例如,在脂多糖诱导的小胶质细胞系BV2炎症模型中,MV可以特异性抑制TLR4-MyD88炎症通路,并激活AKT/AMPK-Nrf2信号通路,有效减轻脂多糖诱导的神经炎症,抑制促炎因子释放(Liu et al., 2021)。此外,在抑郁症模型中,MV通过抑制炎症与氧化应激通路,激活BDNF/TrkB/AKT信号,显著改善小鼠抑郁样行为且促进神经修复(Liu et al., 2023)。这些结果提示,MV在神经系统疾病中具有潜在的神经保护作用。Luo等(2022)在PD模型中发现,MV有效改善PD小鼠的运动症状,并缓解DA能神经元的损伤。结合DRD1在黑质-纹状体运动通路中的重要作用,其表达水平下降与运动能力密切相关,我们推测MV对运动的积极作用可能与其调控DRD1的表达有关。
此外,Fiorentini等(2003)研究发现,DRD1和N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDAR)在细胞内通过以组成型异源多聚体复合体的形式被组装,并传递到功能位点。激活的DRD1可以增强NMDAR对细胞内Ca2+浓度的调节作用(Kruse et al., 2009),而DRD1突变的小鼠海马中NMDAR1的激活显著降低(Xing et al., 2010)。然而,NMDAR1是否参与α-Syn PFF导致的DRD1表达下降,MV能否抑制α-Syn PFF导致的DRD1表达下调,以及MV能否通过调节NMDAR1水平发挥抑制DRD1表达下降的作用,尚缺乏直接证据。本研究利用α-Syn PFF构建α-Syn过表达的PD原代和细胞模型,在细胞水平评价MV对DRD1和NMDAR1表达的影响,并通过质粒过表达等方式阐释其具体作用机制,旨在阐明MV参与PD神经保护作用的潜在机制,为PD天然药物研发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
罗汉果苷Ⅴ(MV)购自北京索莱宝科技有限公司;大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤(PC12)细胞购自武汉普诺赛生命科技有限公司;C57BL/6J 小鼠购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司。
重组人α-Syn蛋白及抗α-Syn单克隆抗体(3D5,AB_2315782)由首都医科大学宣武医院于顺教授惠赠;重组人α-Syn预成型纤维(preformed fibrils,PFF)(加拿大StressMarq 公司);α-Syn抗体和NMDAR1 抗体(美国BD Transduction Laboratories 公司);DRD1和NMDAR1抗体(美国Affinity 公司);DRD1抗体(美国Santa Cruz公司);β-Actin抗体(中国北京普利莱基因技术有限公司);DAPI染料、山羊抗兔/小鼠Alexa-fluor 488/594荧光二抗、BCA蛋白质定量试剂盒(美国Thermo Scientific公司);山羊抗兔800/小鼠680荧光二抗(美国 LI-COR公司);聚偏二氟乙烯(PVDF)膜(美国 Millipore公司);DMEM培养基、Opti-MEM培养基、100×青链霉素双抗(P-S)、胎牛血清(FBS)、Neurobasal A、50 × B27 supplement、100 × L-Glutamine、0.25% Trypsin-EDTA(美国Gibco公司);Lipofectamine 3000(美国Thermo Fisher公司);NMDAR1质粒购自生工生物工程(上海)股份有限公司。
细胞培养箱、低温台式离心机(美国Thermo Fisher公司);体视显微镜(日本OLYMPUS公司);水平摇床(中国北京中科环试仪器有限公司);电泳仪、电转仪(美国Bio-Rad公司);ODYSSEY双色红外荧光成像系统(美国LI-COR公司);荧光显微镜(日本NIKON公司)。
1.2 方法
1.2.1 C57BL/6J胎鼠大脑皮层原代神经元体外培养
C57BL/6J孕鼠饲养于桂林医科大学第一附属医院动物研究中心,恒温恒湿,自由饮食、饮水。本实验过程中操作方法均符合实验动物护理和使用研究指南,并已获得桂林医科大学实验动物伦理委员会批准(No.2019-0010)。用异氟烷麻醉后取出胎鼠,于体视显微镜下剥离血管脑膜;0.25% Trypsin-EDTA消化15 min后轻柔吹打成细胞悬液,200目细胞筛过滤成单细胞悬液后进行细胞计数;将2×106个细胞接种于6 cm的细胞培养皿中,用于蛋白质免疫印迹(Western blot)实验,将1×105个细胞接种于24孔板中,用于免疫荧光染色(immunofluorescence staining,IF)实验;含10% FBS和1% P-S的DMEM培养细胞至贴壁,更换培养基为Neurobasal A+ 2% B27+ 1% L-Glutamine+ 1% P-S,置于37 ℃、5% CO2的细胞培养箱中培养,每3 d换半液;培养7 d后进行α-Syn及MV干预。
1.2.2 细胞外加α-Syn处理
在5 mL离心管中先分别加入等量培养基,再分别加入α-Syn单体或α-Syn PFF至终浓度为10 μg·mL-1,于超声破碎仪300 W下,20%超声破碎10 s混匀备用(Volpicelli-Daley et al., 2014);吸弃旧培养基,分别加入上述含α-Syn单体或PFF的培养基,于细胞培养箱中继续培养。
1.2.3 细胞外加MV处理
吸弃旧培养基,在含α-Syn PFF的培养基中添加MV至终浓度为100 μmol·L-1Luo et al., 2022),于细胞培养箱中继续培养。
1.2.4 NMDAR1质粒转染PC12细胞
将PC12细胞接种于6孔板及预铺有多聚赖氨酸的24孔板中。接种24 h后,用Lipofectamine 3000转染试剂,分别将3 μg NMDAR1质粒转染至2孔PC12细胞中。转染24 h后,向其中1孔PC12细胞培养基中添加超声预处理的α-Syn PFF至终浓度为10 μg·mL-1,继续处理48 h(NMDAR1+PFF组)。其中,6孔板细胞用于Western blot实验,24孔板细胞用于细胞IF实验。
1.2.5 细胞蛋白质提取
用0.01 mol·L-1的PBS漂洗细胞3次,加入适量含蛋白酶抑制剂及磷酸酶抑制剂的RIPA裂解液,用细胞刮辅助剥离细胞。用冰浴裂解30 min后,4 ℃、12 000 ×g离心30 min获取上清液,用BCA法测定蛋白浓度后加入上样缓冲液,并煮沸变性10 min。
1.2.6 Western blot
用12% SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白且转印至PVDF膜,用5%脱脂牛奶在室温下封闭1 h后,分别孵育鼠源α-Syn抗体(1∶1 000)、兔源DRD1抗体(1∶2 000)、鼠源DRD1抗体(1∶2 000)、兔源NMDAR1抗体(1∶1 000)、鼠源内参β-Actin抗体(1∶10 000)4 ℃过夜,对应源性荧光二抗(1∶10 000)室温孵育1 h,ODYSSEY双色红外荧光成像系统扫膜。利用ImageJ软件分析目的蛋白与内参的灰度值比值,进行目的蛋白表达量的半定量分析。
1.2.7 细胞IF实验
用4%多聚甲醛于室温下固定30 min后,加入含0.1% Triton-X 100的PBS中室温渗透30 min。用2%山羊血清于室温下封闭2 h后,进行兔源DRD1抗体(1∶1 000)、兔源/小鼠源 NMDAR1抗体(1∶1 000)和/或小鼠源α-Syn抗体(1∶1 000)4 ℃孵育24 h。山羊抗兔Alexa-fluor 488/594(1∶2 000)、山羊抗小鼠Alexa-fluor 488/594(1∶2 000)于室温下孵育1 h后,进行DAPI(1∶1 000)染色10 min,于倒置荧光显微镜下拍摄成像,利用ImageJ软件进行荧光强度分析。
1.3 统计学分析
使用ImageJ软件对IF图荧光强度和Western blot图灰度值进行定量分析,利用GraphPad Prism 9.2.0软件进行数据统计和分析,呈近似正态分布的计量资料以均值±标准差(x¯±s)表示,组间比较采用单因素方差分析,组内采用Tukey's检验进一步两两比较。以P<0.05为差异,具有统计学意义。
2 结果与分析
2.1 异常增加的α-Syn下调原代神经元DRD1的表达
本实验分为3个组,即对照组(空白对照组)、单体组(α-Syn单体处理组)和PFF组(α-Syn PFF处理组)。经上述处理后,于48 h后采用细胞IF和Western blot检测原代神经元中DRD1的表达。由图1可知,与对照组相比,α-Syn单体组(P<0.05)及PFF组(P<0.000 1)中α-Syn荧光强度逐渐增高(图1:A、C),单体组DRD1荧光强度稍弱但无明显差异,而PFF组DRD1荧光强度显著降低(图1:A、B,P<0.05);图2结果显示,Western blot结果与IF结果趋势一致,与对照组相比,单体组(P<0.05)及PFF组(P<0.000 1)α-Syn蛋白表达逐渐增加(图2:A、C),单体组DRD1的表达有降低趋势但差异无统计学意义,PFF组DRD1的表达显著降低(图2:A、B,P<0.01)。上述结果表明,α-Syn PFF处理可以显著下调DRD1表达。后续以α-Syn PFF处理作为α-Syn过表达诱导的PD细胞模型造模方式。
1 不同处理原代培养神经元的IF结果 (A)及DRD1 (B)、α-Syn(C)的相对荧光强度
Fig. 1 IF results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative fluorescence intensity of DRD1 (B) and α-Syn(C)
2 不同处理原代培养神经元的Western blot结果 (A)及DRD1 (B)、α-Syn(C)的相对表达水平
Fig. 2 Western blot results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative expression levels of DRD1 (B) and α-Syn(C)
2.2 MⅤ有效缓解异常增加的α-Syn引起的DRD1表达下调
本实验分为3个组,即对照组(空白对照组)、PFF组(α-Syn PFF处理组)和PFF+ MV组(同时添加α-Syn PFF和MV组)。经上述处理48 h后进行IF检测。结果(图3)显示,与对照组相比,PFF组DRD1荧光强度显著降低(P<0.01),α-Syn荧光强度显著升高(P<0.001)(图3)。而与PFF组相比,PFF+MV组DRD1荧光强度则显著增加(图3:A、B,P<0.05),伴随着α-Syn荧光强度明显减弱(图3:A、C,P<0.05),Western blot实验结果也显示,MV处理后,DRD1表达明显上调(图7:B,P<0.01),提示MV可有效抑制α-Syn异常增加及其导致的DRD1表达下调。
3 不同处理原代培养神经元的IF结果 (A)及DRD1 (B)、α-Syn(C)的相对荧光强度
Fig. 3 IF results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative fluorescence intensity of DRD1 (B) and α-Syn(C)
2.3 异常增加的α-Syn下调原代神经元NMDAR1的表达
本实验可以分为3个组,即对照组(空白对照组)、单体组(α-Syn单体处理组)和PFF组(α-SynPFF处理组)。经上述处理后,于48 h后采用细胞IF和Western blot检测原代神经元中NMDAR1的表达。细胞IF结果显示,与对照组相比,单体组(P<0.05)及PFF组(P<0.000 1)中α-Syn荧光强度逐渐增高(图4:A、C),NMDAR1荧光强度则呈递减趋势(P<0.01),PFF组尤为显著(P<0.001)(图4:A、B)。Western blot结果显示,与对照组相比,单体组(P<0.05)及PFF组(P<0.001)中α-Syn蛋白表达逐渐增加(图5:A、C),单体组NMDAR1 的蛋白表达差异无统计学意义,而PFF组NMDAR1的蛋白表达显著降低(图5:A、B,P<0.001)。上述结果表明,异常增加的α-Syn PFF可以显著下调NMDAR1表达。
4 不同处理原代培养神经元的IF结果 (A)及NMDAR1 (B)、α-Syn(C)的相对荧光强度
Fig. 4 IF results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative fluorescence intensity of NMDAR1 (B) and α-Syn(C)
5 不同处理原代培养神经元的Western blot结果 (A)及NMDAR1 (B)、α-Syn(C)的相对表达水平
Fig. 5 Western blot results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative expression levels of NMDAR1 (B) and α-Syn(C)
2.4 MⅤ可缓解异常增加的α-Syn引起的NMDAR1表达下调
本实验可以分为3个组,即对照组、α-Syn PFF组和PFF+MV组。处理48 h后,利用细胞IF及Western blot实验检测NMDAR1表达变化。结果显示,PFF组α-Syn荧光强度较对照组显著升高(图6:A、C,P<0.000 1),伴随NMDAR1荧光强度明显降低(图6:A、B,P<0.001);而MV干预后,NMDAR1荧光强度明显增加(P<0.05),同时α-Syn荧光强度明显下降(图6P<0.05)。Western blot结果进一步证实,与对照组相比,PFF组NMDAR1蛋白水平显著下调(图7:A、C,P<0.01),而MV干预可有效上调NMDAR1表达(图7:A、C,P<0.05)。上述结果表明,MV可以缓解α-Syn异常增加导致的NMDAR1表达下调。
6 不同处理原代培养神经元的IF结果 (A)及NMDAR1 (B)、α-Syn(C)的相对荧光强度
Fig. 6 IF results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative fluorescence intensity of NMDAR1 (B) and α-Syn(C)
7 不同处理原代培养神经元的Western blot结果 (A)及DRD1 (B)、NMDAR1 (C)、α-Syn(D)的相对表达水平
Fig. 7 Western blot results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative expression levels of DRD1 (B), NMDAR1(C), and α-Syn(D)
2.5 过表达NMDAR1抑制DRD1表达下降
本实验可以分为4个组,即对照组(空白对照组)、PFF组(α-Syn PFF处理组)、NMDAR1组(NMDAR1过表达处理组)和NMDAR1+PFF组(NMDAR1过表达处理后添加α-Syn PFF组)。PC12细胞经NMDAR1过表达24 h后给予10 μg·mL-1α-Syn PFF刺激,于48 h后利用细胞IF及Western blot实验检测NMDAR1、DRD1的表达情况。细胞IF实验结果显示,PFF处理后,DRD1及NMDAR1的荧光强度均明显下降,而NMDAR1过表达后,与PFF组相比,NMDAR1过表达可以明显抑制PFF导致的DRD1(P<0.05)及NMDAR1(P<0.01)荧光强度下降(图8:A、B、C)。Western blot结果进一步证实,PFF组中NMDAR1及DRD1均出现表达下降,而过表达组NMDAR1后,PFF处理导致的DRD1和NMDAR1表达下降得到明显缓解(图9P<0.05)。上述结果表明,过表达NMDAR1可以抑制α-Syn PFF导致的DRD1表达下调。
8 不同处理PC12细胞的IF结果 (A)及DRD1 (B)、NMDAR1 (C)的相对荧光强度
Fig. 8 IF results of PC12 cells under different treatments (A),and relative fluorescence intensity of DRD1 (B) and NMDAR1 (C)
9 不同处理PC12细胞的Western blot结果 (A)及DRD1 (B)、NMDAR1 (C)、α-Syn(D)的相对表达水平
Fig. 9 Western blot results of PC12 cells under different treatments (A), and relative expression levels of DRD1 (B), NMDAR1(C), and α-Syn(D)
3 讨论与结论
α-Syn异常增加和聚集是PD发生和发展的早期事件和核心病理改变。PD模型中DRD1水平及活性下降已被多项研究证明,如1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)损伤猴脑黑质纹状体系统,导致其纹状体中DRD1表达下降(Mothet et al., 2015)。本研究通过外加重组人α-Syn蛋白单体及PFF处理原代神经元及PC12细胞,发现PFF处理显著下调细胞中DRD1的表达水平,而单体组DRD1的表达虽有降低趋势但差异无统计学意义,这表明异常增加的α-Syn是改变DRD1的重要因素。
有研究表明,三萜类化合物对神经系统疾病具有潜在的神经保护作用(Han M J et al., 2024; Yang et al., 2025)。MV作为药食同源植物罗汉果主要成分的三萜类化合物之一,在中枢神经系统疾病中可能发挥的神经保护作用日益受到关注。例如,MV可通过促进神经突生长、抑制细胞凋亡和减少 [Ca2+] i释放来挽救精神分裂症相关行为表型(Ju et al., 2020)。MV可有效逆转急性脑梗死大鼠模型中Sonic Hedgehog(Shh)与胶质瘤相关癌基因同源物1(Gli1)蛋白的下调,改善其神经功能评分,减少脑梗死体积,并降低神经元凋亡(李梅芳和姜磊,2024)。PD相关研究结果显示,MV可以通过调节脑内代谢平衡,如改善鞘脂代谢、脂肪酸代谢和氨基酸代谢的过程,有效增强MPTP诱导的PD小鼠运动协调能力,并减少黑质DA能神经元损失(Tang et al., 2024)。此外,MV还可以通过保护线粒体及抑制铁死亡(刘艳等,2024)等方式发挥神经保护作用。然而,MV对PD模型运动能力的具体调节机制仍不明确。本课题组以往工作结果表明,MV可以明显改善鱼藤酮诱导的PD小鼠运动功能,并减轻黑质DA能神经元损伤(Luo et al., 2022)。而基于DRD1参与纹状体直接通路中对运动的调节,本实验结果进一步表明,100 μmol·L-1MV干预可以明显上调PD模型神经元中DRD1的表达水平,提示MV具有明显神经保护作用的机制与DRD1有关。
此外,Morella等(2020)研究表明,在纹状体中,DRD1和NMDAR1可以相互作用触发细胞外信号调节激酶通路;抗NMDA抗体可以通过影响NMDAR与DRD1的相互作用来抑制DRD1的膜转运(Grea et al., 2019),提示NMDAR1可能对DRD1的表达起到调节作用。本研究通过体外培养C57BL/6J胎鼠大脑皮层神经元,并添加α-Syn PFF制备α-Syn异常增加的PD原代细胞模型,发现原代神经元的DRD1及NMDAR1的表达均显著降低。而MV干预后,DRD1及NMDAR1的表达显著上调。同时,在传代细胞水平,通过向PC12细胞过表达NMDAR1且结合α-Syn PFF处理,发现NMDAR1过表达可以明显抑制由α-Syn PFF导致的DRD1表达下降。本研究结果证实,异常增加的α-Syn通过下调NMDAR1导致DRD1表达下降,而MV可能通过增加NMDAR1表达抑制α-Syn PFF导致的DRD1表达下调,为解释MV改善PD小鼠运动能力提供了潜在的分子作用靶点。然而,本研究仅在体外原代神经元和传代细胞水平阐述MV抑制α-Syn PFF导致的DRD1表达下调的可能机制,而MV在动物水平发挥相应神经保护作用的具体机制还有待进一步阐释。
MV作为从药食同源的罗汉果果实中提取的主要活性成分之一,具有能够调节PD小鼠脑内代谢平衡、抑制神经炎症与氧化应激的药理特性(Liu et al., 2021; Liu et al., 2023; Tang et al., 2024)。本研究结果不仅为揭示MV在改善PD运动障碍的潜在作用方面提供了实验依据,而且还为开发其作为神经保护药物乃至改善患者生活质量的膳食补充剂奠定了理论基础,有望用于PD患者神经保护性辅助治疗。此外,本研究的推进为以MV为核心的药用或保健食品开发提供了理论依据,有助于提升罗汉果加工产品的附加值,促进广西罗汉果主产区的产业升级与资源高值化利用,为广西特色资源的深度开发和价值提升提供了新的科学路径。
1 不同处理原代培养神经元的IF结果 (A)及DRD1 (B)、α-Syn(C)的相对荧光强度
Fig. 1 IF results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative fluorescence intensity of DRD1 (B) and α-Syn(C)
2 不同处理原代培养神经元的Western blot结果 (A)及DRD1 (B)、α-Syn(C)的相对表达水平
Fig. 2 Western blot results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative expression levels of DRD1 (B) and α-Syn(C)
3 不同处理原代培养神经元的IF结果 (A)及DRD1 (B)、α-Syn(C)的相对荧光强度
Fig. 3 IF results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative fluorescence intensity of DRD1 (B) and α-Syn(C)
4 不同处理原代培养神经元的IF结果 (A)及NMDAR1 (B)、α-Syn(C)的相对荧光强度
Fig. 4 IF results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative fluorescence intensity of NMDAR1 (B) and α-Syn(C)
5 不同处理原代培养神经元的Western blot结果 (A)及NMDAR1 (B)、α-Syn(C)的相对表达水平
Fig. 5 Western blot results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative expression levels of NMDAR1 (B) and α-Syn(C)
6 不同处理原代培养神经元的IF结果 (A)及NMDAR1 (B)、α-Syn(C)的相对荧光强度
Fig. 6 IF results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative fluorescence intensity of NMDAR1 (B) and α-Syn(C)
7 不同处理原代培养神经元的Western blot结果 (A)及DRD1 (B)、NMDAR1 (C)、α-Syn(D)的相对表达水平
Fig. 7 Western blot results of primary cultured neurons under different treatments (A), and relative expression levels of DRD1 (B), NMDAR1(C), and α-Syn(D)
8 不同处理PC12细胞的IF结果 (A)及DRD1 (B)、NMDAR1 (C)的相对荧光强度
Fig. 8 IF results of PC12 cells under different treatments (A),and relative fluorescence intensity of DRD1 (B) and NMDAR1 (C)
9 不同处理PC12细胞的Western blot结果 (A)及DRD1 (B)、NMDAR1 (C)、α-Syn(D)的相对表达水平
Fig. 9 Western blot results of PC12 cells under different treatments (A), and relative expression levels of DRD1 (B), NMDAR1(C), and α-Syn(D)
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