迷迭香抗神经损伤活性成分筛选及其作用机制研究

来源 :昆明医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chen19881220
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[目的]在对迷迭香化学成分进行系统研究、分离得到一系列单体化合物的基础上,通过建立细胞氧化损伤模型进行实验研究,筛选出具有显著活性的化合物并基于分子机制水平进一步深入验证,阐明其神经保护作用机制。为迷迭香药用植物资源在云南的重大产业化提供基础依据,同时为抗神经损伤天然药物研究提供新的候选分子。[方法]1.首先对迷迭香地上部位进行分离提取及结构鉴定。然后应用不同浓度H2O2(0-400 μM)作用于SH-SY5Y细胞24小时诱导细胞氧化损伤,确定H2O2致SH-SY5Y细胞氧化损伤的作用浓度,以建立H2O2诱导SH-SY5Y细胞氧化损伤模型;再将经过鉴定的化合物分别作用于正常生长及H2O2诱导损伤的SH-SY5Y细胞(EGCG用作阳性对照),通过CCK-8检测细胞活性,验证这些化合物是否存在细胞毒性、是否具有促进细胞增殖的能力及对抗氧化损伤的能力,初步筛选出活性明显的单体化合物。2.以第一部分筛选出的活性明显单体化合物“11,12-二乙酰鼠尾草酚(11,12-diacetyl-carnosol,NO.20)”为研究对象,分四个组进行实验,分别是溶剂对照组、NO.20组、H2O2损伤组及NO.20+H2O2组。DCFH-DA荧光检测ROS水平;JC-1荧光检测线粒体膜电位水平;TUNEL染色、流式细胞仪检测细胞凋亡率;酶标法检测NO、MDA、GSH;Q-PCR及Western blot检测细胞凋亡相关基因(BC1-2、BAX、Cyt c、Caspase-3 及 Caspase-9)表达;Western blot 检测 Nrf2在细胞核及胞浆的表达水平,HO-1表达水平,并采用免疫荧光观察Nrf2核转移情况。探讨NO.20的神经保护效应是否与清除细胞内的活性氧、调节线粒体膜电位及抑制细胞凋亡有关。3.基于分子机制水平进一步深入验证。通过转染Nrf2 siRNA沉默Nrf2表达,Western blot方法验证转染成功后检测转染后各组细胞Nrf2及HO-1蛋白表达水平,采用免疫荧光观察Nrf2在细胞核内表达情况。通过CCK-8检测细胞活性、JC-1检测线粒体膜电位来观察Nrf2沉默后细胞活性及线粒体功能变化,验证Nrf2是否介导了 NO.20对H2O2致SH-SY5Y细胞氧化损伤的保护作用。[结果]1.从迷迭香地上部分提取得到了 28个单体化合物,经结构鉴定为松香烷型二萜(含9个新化合物)。建立了 SH-SY5Y细胞氧化损伤模型(300 μM的H2O2作用细胞24 h)。将1-28号化合物单独作用于SH-SY5Y细胞,CCK-8法检测结果显示大部分化合物在测试浓度下并未对神经细胞造成损伤。化合物5、21、22和24在低浓度(1μM)和高浓度(25 μM)下均抑制SH-SY5Y细胞生长,化合物1和6只在高浓度下抑制细胞生长,化合物23只在低浓度下抑制细胞生长。进一步将1-28号化合物作用于H2O2损伤的SH-SY5Y细胞,结果显示化合物10、11、13-20、27和28在测试浓度下都表现出较好的神经保护作用,尤其是化合物10、16、18和20神经保护作用和阳性药物EGCG相当,细胞存活率达到了80%以上,具有统计学意义。新化合物5、6和7在测试浓度下表现出一定程度的神经保护作用,但是5和6具有一定的细胞毒性。2.终浓度为300μMH2O2诱导损伤SH-SY5Y细胞24小时后,细胞存活率显著下降,凋亡率明显增加。BC1-2表达降低,BAX、Caspase-3、Caspase-9、PARP及胞质中Cytc表达水平升高,ROS及NO水平升高,MMP降低,GSH表达降低,MDA表达升高。给予20号化合物(NO.20)预处理可显著抑制H2O2诱导的SH-SY5Y细胞增殖活性的下降、降低Bax/B cl-2比值并抑制Caspase-3、Caspase-9及PARP表达,抑制MMP下降和Cyt c释放,使得ROS及NO水平降低,GSH表达增加,MDA表达降低。此外,NO.20预处理还导致Nrf2的核易位,增加了 SH-SY5Y细胞中HO-1蛋白的表达。3.通过siRNA转染沉默Nrf2表达后,各组细胞核内Nrf2及HO-1表达下调。转染后H2O2诱导损伤的SH-SY5Y细胞存活率降低、线粒体膜电位水平降低。[结论]1.从迷迭香中提取得到了的28个松香烷型二萜化合物,大部分具有一定的神经保护作用且未对神经细胞造成损伤。C-10羧基或者甲酰基是松香烷型二萜产生神经保护作用的必须基团,而10-醛基、20-羟基或者C-20位降解是其产生细胞毒性的原因。乙酰化衍生物比前体更稳定且具有较高的生物活性,其中NO.20表现出较好的抗氧化损伤作用。2.NO.20能抑制H2O2诱导引起SH-SY5Y细胞活性丧失,阻止其凋亡,并通过抗氧化作用改善线粒体功能损伤。3.NO.20通过Nrf2/HO-1途径抑制H2O2诱导引起SH-SY5Y细胞凋亡及线粒体功能损伤。
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