绞股蓝皂苷对神经系统疾病的保护效应及作用机理的研究进展

更新时间:2023-06-14 23:42:07 阅读: 评论:0

网络出版时间:2021-5-2810:13 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20210527.1458.012.html
绞股蓝皂苷对神经系统疾病的保护效应及作用机理的研究进展
耿亚楠1,2,赵 名1,范 明1,2
,朱玲玲1
(1.军事科学院军事医学研究院军事认知与脑科学研究所,北京 100850;2.首都医科大学脑重大疾病研究院,北京 100069)收稿日期:2021-02-02,修回日期:2021-03-22
基金项目:国家自然科学基金资助项目(No81430044,82072104)作者简介:耿亚楠(1993-),女,硕士生,研究方向:天然药物分子药
理学,E mail:gengtangrong@163.com;
朱玲玲(1966-),女,博士,研究员,博士生导师,研究方向:低氧性脑损伤及防治药物研究,通讯作者,E mail:lin glingzhuamms@126.com
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.06.006
文献标志码:A文章编号:1001-1978(2021)06-0765-04中国图书分类号:R284 1;R364 5;R349 1;R743 3;R745 7;R749 42
摘要:绞股蓝主要的药效成分绞股蓝皂苷(gypenosides,GP),通过抗炎、抗氧化应激以及促神经再生等机制对多种神经系统疾病具有良好的保护效应。本文重点论述了GP在帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症、缺血缺氧性脑损伤等疾病模型中的保护效应,为进一步研究和开发绞股蓝药物提供依据。关键词:绞股蓝皂苷;神经系统疾病;发病机制;神经再生;氧化应激;炎症
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
  绞股蓝(GynostemmaPentaphyllumMakino)为多年生蔓生草本,又名五叶参、七叶胆,系葫芦科绞股蓝属模式种植物。大量实验证实绞股蓝主要的药效成分为达玛烷型的绞股蓝皂苷(
gypenosides,GP)。细胞和动物实验结果表明,GP具有抗氧化、抗炎、增强免疫力、降血脂、降血糖等作用[1-2]
在神经系统疾病中,例如阿尔兹海默症、帕金森病、抑郁症、缺氧性脑损伤,GP也表现出了良好的保护效应。本文就GP对神经系统疾病的保护效应及其作用机理作一综述,为GP相关的药物研发进一步提供依据。1 GP对神经系统疾病的保护效应
1.1 GP防治阿尔兹海默病 阿尔兹海默病(Alzheimer’sdisease,AD)是最常见的老年性痴呆。AD的病理特征是老年斑、神经原纤维缠结和进行性神经元损失。脑淀粉样蛋白β(amyloid beta,Aβ)沉积是典型的AD发病机理,其诱导神经毒性的作用机理包括氧化应激、细胞凋亡和自噬[3]
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  活性单体化合物GP 17可减轻AD转基因小鼠的空间
学习、记忆障碍
[4]
。采用40mg·kg-1
·d-1
剂量的GP 17
灌胃处理AD转基因小鼠60d后,可延长小鼠的目标象限时
间,增加穿越平台次数。同时,在小鼠海马和皮层组织可通过激活转录因子E
B(transcriptionfactorEB,TFEB)促进自噬清除脑内Aβ的沉积。此外,Meng等[5]
研究发现GP 17对Aβ25 35诱导的PC12细胞死亡具有保护作用。10μmol·L-1GP 17预处理12h可逆转Aβ25 35(
20μmol·L-1)诱导的PC12细胞中活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)、蛋白羰基、8 羟基鸟嘌呤急剧增加,从而在细胞水平上通过抑制Aβ诱导的氧化应激损伤对AD中起到神经保护作用。
1.2 GP防治帕金森病 帕金森病(Parkinson’sdisease,PD)是发生于老年人的中枢神经系统变性性疾病,临床上以震颤、肌强直、运动迟缓为主要特征,并伴随脑内黑质多巴胺
能神经元变性死亡、纹状体多巴胺神经递质含量降低[6]。1
甲基 4 苯基 1,2,3,6 四氢吡啶(1 methyl 4 phenyl 1,2,3,6
tetrahydropyridine,MPTP)是一种神经毒性剂,常用于制备PD
动物模型[7]。它选择性损害黑质纹状体多巴胺能神经元,使
多巴胺及其代谢产物降低,引起典型的帕金森样症状。
  在MPTP诱导的小鼠PD模型中,Shin等[8]
研究发现,
GP对MPTP诱导的多巴胺能神经元氧化损伤具有保护效应。GP预处理、同时处理或后处理均可剂量依赖性的减轻MPTP导致的氧化损伤、多巴胺摄取减少、酪氨酸水解酶(
tyrosinehydroxylase,TH)阳性神经元丢失及TH阳性神经元变性。同时,结果还显示GP的预防效果比治疗效果更有潜
力[9]。此外,50mg·kg-1剂量的绞股蓝乙醇提取物及GP治
疗20周均可延长PD小鼠避暗实验潜伏期,缩短高架十字迷
宫试验转移潜伏期[10]。以上研究结果表明,GP在PD的防
治中极具应用前景。
1.3 绞股蓝皂苷防治抑郁症 抑郁症是一种严重的精神疾病,终生患病率高,自杀率高,严重影响病人及其家人的生活
质量[11]。在实验研究中,慢性温和不可预知应激(chronic
unpredictablemildstress,CUMS)是一种经过充分验证的抑郁
症动物模型[12]。
  基于小鼠CUMS模型的研究发现,GP可通过激活海马组织中的脑源性神经营养因子(
brain derivedneurotrophicfactor,BDNF) 细胞外调节蛋白激酶(extracellularregulatedproteinkinases,ERK)/蛋白激酶B(proteinkinaseB,Akt)信蘑菇的蘑怎么写
号通路拮抗抑郁症。100mg·kg-1的GP治疗4周后明显增
加小鼠对糖水的偏好,减少强迫游泳实验中小鼠的不动时间。此外,GP也能增加BDNF的表达和海马区神经元的增殖。BDNF受体原肌球蛋白相关激B(tropomyosin relatedki naseB,TrkB)的抑制剂K252a可阻断GP的抗抑郁作用,提示BDNF介导的信号通路在GP的保护效应中起到重要作
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用[13]。与此同时,Dong等[14]研究还发现,CUMS小鼠给药
cs鼠标·
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治疗4周后可增加小鼠蔗糖偏好并降低不动时间;此外,GP还能抑制CUMS小鼠海马组织中促炎细胞因子水平的升高达到抗抑郁目的。
1.4 GP改善缺氧性脑损伤 
1.4.1 高原缺氧性脑损伤 低压低氧是高海拔地区的主要环境因素,由于脑耗氧量大对低氧尤为敏感,严重影响大脑生理功能[15]。动物实验研究表明,GP可预防模拟高原缺氧导致的小鼠脑损伤[16]。在研究中发现GP预处理不仅可减轻缺氧所引起的海马区神经元损伤也可改善缺氧
所导致的空间记忆障碍,进一步的药物纯化和鉴定证实达玛烷型三萜皂苷在其缺氧性脑损伤的保护效应中起关键性作用。以上研究表明,GP及其生物活性成分在高原药物的研发中具有巨大的开发前景。
1.4.2 病理缺氧性脑损伤 大鼠是中风模型最为常用的动物。成年啮齿动物中,大脑中动脉闭塞(middlecerebralar teryocclusion,MCAO)会导致大脑皮层和闭塞侧纹状体梗死。而GP对脑卒中的保护效应尚未完全阐明。Wang等[17]探讨了脑卒中期间GP对MCAO大鼠的影响。400(mg·kg-1·d-1)GP预处理10d可显著减少MCAO大鼠脑组织的梗死体积,改善运动功能。在作用机理上,GP预处理促进了MCAO大鼠侧脑室室下区(subventricularzone,SVZ)细胞增殖,使MCAO大鼠双侧SVZ中5 溴脱氧尿嘧啶核苷(5 Bromo 2 deoxyUridine,BrdU)阳性细胞的数量增多。这些发现为包括GP在内的治疗中风的潜在疗法提供了新的证据。1.5 GP减轻大鼠慢性脑灌注不足引起的脑白质病变 脑白质病变(whitematterlesions,WMLs)是一种神经退行性疾病,以磁共振图像上的超强信号为特征,常与AD和血管性痴呆(vasculardementia,VD)相关,可引起认知功能障碍[18]。慢性脑灌流不足是WMLs的重要诱发因素,实验中采用永久性双侧颈总动脉阻塞(bilateralcommoncarotidarteryocclu sion,BCCAO)建立动物模型[19]。Zhang等[
20]研究结果表明,连续33d口服400mg·kg-1·d-1的GP后,大鼠在空间学习和记忆测试中的表现明显好于盐水处理的大鼠。GP可有效清除BCCAO大鼠的氧自由基,增强其抗氧化能力,降低脂质过氧化和DNA氧化损伤,抑制脑胼胝体和视神经的星形细胞活化。因此,GP具有改善慢性脑灌注不足引发认知功能障碍的潜力。
1.6 GP对焦虑症的改善作用 研究表明,GP对应激性焦虑障碍也具有改善作用。Zhao等[21]通过高架迷宫实验和埋珠实验探讨了GP对小鼠慢性应激性焦虑障碍的改善作用。GP治疗增加了动物通过开放臂的次数和在开放臂中停留的时间,减少了弹珠数量;同时,GP恢复了大脑中因焦虑下降的多巴胺和血清素水平,并降低诱导性升高的血清皮质酮水平。以上研究结果表明GP具有抗焦虑作用。
1.7 GP改善胎儿酒精综合症 胎儿酒精综合症(fetalal coholspectrumdisorder,FASD)可使产前暴露在乙醇中的儿童导致严重的智力障碍,产前和产后乙醇暴露可造成神经发育障碍[22]。在FASD模型中,乙醇暴露可迟缓新生大鼠SVZ区的神经干细胞发育,而400mg·kg-1·d-1GP可显著逆转乙醇所导致的神经干细胞增殖异常[23]。以上研究提示GP对新生大鼠神经干细胞具有神经保护效应,为GP治疗FASD提供了实验依据。
2 GP改善神经系统疾病的作用机理
考研报名系统2.1 抗炎 神经炎症是多种神经系统疾病的主要原因,如缺血性中风、PD和AD等[24-26]。多篇文献证实,GP可通过抑制神经炎症改善神经系统疾病。Lee等将脂多糖(lipopo lysaccharide,LPS)注入侧脑室引起大鼠炎症反应和记忆损伤。连续21d每天给予GP(25、50、100mg·kg-1)处理可显著降低大脑中炎性因子白细胞介素6(interleukin6,IL 6)、细胞介素1β(interleukin 1β,IL 1β)的水平,并抑制核因子кB(nuclearfactorkappa B,NF кB)信号通路活性。此外,GP还可以降低LPS诱导的诱导型一氧化氮合酶(induciblenitric oxidesynthase,iNOS)活化[27]。也有研究表明,大脑内高水平的Aβ可以激活小胶质细胞分泌TNF α、IL 1β和IL 6等促炎因子,导致神经细胞损伤甚至死亡[28-29]。小胶质细胞的激活状态可以分为两种类型:经典激活状态(M1)或选择性激活状态(M2)[30]。因此,抑制Aβ引起的小胶质激活被认为是AD有效的治疗手段。Cai等[1]发现暴露于Aβ中的小胶质细胞,其M1状态的标志蛋白iNOS的表达以及TNF α、IL 1β和IL 6等促炎因子的释放增多。50mg·L-1绞股蓝皂苷处理24h能够逆转小胶质细胞M1状态的激活,增强M2状态标志蛋白Arg 1以及IL 10的表达。同时,研究还发现靶向性敲低IL 6/IL 6R/Stat3通路的抑制性蛋白SOCS1显著消除了GP对小胶质细胞M1和M2状态的影响。该研究结果提示,GP可通过抑制神经炎症治疗AD。
2.2 抗氧化应激 活性氧(超氧阴离子、过氧化氢和羟基自由基等)介导的氧化应激是导致神经损伤的重要原因。活性氧可导致脂质、蛋白质和DNA的氧化损伤,表现为脂质过氧化、蛋白质羰基和8 羟基鸟嘌呤的显著增加。而GP处理能显著提高谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,GP)、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase)的活性,并提高谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量[9]。由于GP具有良好的脂溶性,可以直接弥散到细胞核内,触发GSH、GP、SOD或过氧化氢酶的基因表达,显著增加这些抗氧化蛋白的含量;另一方面,GP也可以直接与这些酶相互作用,增加催化活性。GP的以上特性都有助于增强抗氧化能力,减少脂质、蛋白质和DNA的氧化损伤,特异性保护多巴胺能神经元。
2.3 促进神经再生 神经再生在绞股蓝对神经系统的保护效应中也起着重要作用。GP可以促进MCAO大鼠侧脑室室下区内神经干细胞(neuralstemcells,NSCs)的增加,并促进NSCs向成神经细胞分化。同时,Wang等[17]探讨了卒中期间GP对MCAO大鼠侧脑室下区NSCs的影响。结果证实,GP预处理显著增加MCAO大鼠双侧SVZ中BrdU阳性细胞的数量;双标记免疫组化证实SVZ区增殖细胞分别为胶质纤维酸性蛋白(glialfibrillaryacidicprotein,GFAP)/巢蛋白阳性B型细胞和双皮质素/巢蛋白阳性A型细胞。因此,GP可通过增强SVZ的神经再生,减轻卒中导致的神经损伤。
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3 总结与展望
  绞股蓝作为一种中草药,在我国自然分布广泛、产量较高,具有较好的开发潜力,是近些年研究的热点。并且GP与广为人知的人参皂苷生理活性非常相似,且不良反应少,因此GP在临床上同样具有非常广阔的应用前景。已有研究结果表明,绞股蓝对神经系统疾病起到改善作用。然而,在这些研究中仍然存在着一定的局限性。首先,对GP药理作用及分子机制的研究多集中于细胞和动物水平,临床前的药效评价较少;其次,GP的组分复杂,仅达玛烷型三萜皂苷单体化合物就达20多种。GP中具体哪一种活性化合物发挥了作用尚需进一步研究。且进一步研究GP的活性成分及作用机理将有助于其临床价值潜力的开发。
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中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6)
网络出版时间:2021-5-2810:12 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20210527.1458.014.html◇论  著◇
ZNRF2抑制自噬保护氧糖剥夺/复糖复氧致PC12细胞损伤顾 超1,2,谭晓丹1,2,向 葡1,3,罗 映1,2,杨俊卿1,2,王 红1,2
(1.重庆市生物化学与分子药理学重点实验室,2.重庆医科大学药理学教研室,重庆 400016;
3.重庆市垫江县人民医院药剂科,重庆 408300)
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.06.007
文献标志码:A文章编号:1001-1978(2021)06-0768-06中国图书分类号:R329.24;R329.25;R341.3;R743.31;R852.15;R977.6
摘要:目的 观察膜相关E3泛素连接酶ZNRF2对OGD/R致PC12细胞损伤的保护作用,并从自噬初步探究其机制。方法 体外培养PC12细胞,将PC12细胞分为正常组、模型组,采用qRT PCR、Westernblot检测细胞中ZNRF2mRNA和蛋白的表达。为了进一步探讨ZNRF2对OGD/R致PC12细胞损伤的作用,将细胞分为正常对照组、模型组、ZNRF2过表达慢病毒组、空载病毒组、ZNRF2小干扰RNA组、阴性对照组,采用MTT实验检测细胞活力、流式细胞术检测细胞凋
收稿日期:2021-02-27,修回日期:2021-03-25
基金项目:中国博士后科学基金(No2019M663451)
作者简介:顾 超(1996-),女,硕士生,研究方向:神经药理学,E mail:1532794365@qq.com;
王 红(1969-),女,硕士,副教授,硕士生导师,研究方
向:神经药理学,通讯作者,E mail:101832@cqmu.edu.cn亡率、Westernblot检测各组细胞自噬相关蛋白(LC3、p62、Beclin 1)表达改变。结果 与正常组相比,模型组中细胞ZNRF2mRNA和蛋白表达明显降低,细胞活力明显降低,细胞凋亡率明显升高,LC3II、Beclin 1蛋白水平升高,p62蛋白表达明显下降;与模型组相比,LV ZNRF2组细胞活力增加,细胞凋亡率和自噬水平减少,siR ZNRF2组细胞活力明显下降,细胞凋亡率和自噬水平明显上升。结论 ZNRF2对OGD/R致PC12细胞损伤有明显保护作用,其机制可能与抑制自噬相关。
关键词:氧糖剥夺/复糖复氧;PC12细胞;ZNRF2;自噬;mTOR;凋亡
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
  脑卒中是世界上致死率、致残率最高的疾病之一,严重威胁人类的生命健康[1]。其中缺血性卒中
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Advancesonprotectiveeffectsofgypenosidesonneural
disordersandunderlyingmechanisms
GENGYa nan1,2,ZHAOMing1,FANMing1,2,ZHULing ling1
英国有名的大学
(1.InstituteofMilitaryCognitionandBrainSciences,AcademyofMilitaryMedicalSciences,Beijing 100850,China;
2.BeijingInstituteforBrainDisorders,CapitalMedicalUniversity,Beijing 100069,China)
Abstract:Gypenosides(GP),themainmedicinalingredientofGynostemmaPentaphyllumMakino,exhibitsexcellentprotectiveeffectonvariousneuraldiseasesthroughseveralmechanisms,in cludinganti inflammation,anti oxidativestressandpro neuralregeneration.Inthecurrentreview,wehavemadeasummaryontheresearchprogressofGPonneuraldisorders,likeAlzheimer’sdisease,Parkinson’sdisease,depression,hypoxicbraininjuryandsoon,aimingtoprovideanexperimentalbasisforthefurtherresearchanddrugdevelopmentofGP.
Keywords:gypenosides;neuraldisorders;pathogenesis;neu rogenesis;oxidativestress;inflammation
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·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6):768-74

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