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帕金森病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,其特点是黑质多巴胺神经元进行性丢失,纹状体多巴胺水平降低,以及异常蛋白聚集形成的Lewy小体。临床上通常采用多巴胺替代疗法如左旋多巴和多巴胺脱羧酶抑制剂等,基本上为对症治疗,不能改善帕金森病的病程,长期应用还易产生运动障碍方面的副作用。而细胞植入、基因治疗和神经营养因子纹状体内灌注等仍然处于实验研究阶段。考虑到神经营养因子在实验研究中的良好疗效,但存在给药上的困难,因此本文以诱导神经营养因子为切入点,主要研究异菝葜皂苷元和哈巴俄苷对拟PD模型的保护作用。
PD作为一种慢性退行性病变,以慢性模型模拟PD病变的过程更加客观,因此将慢性MPTP小鼠模型应用于本研究中。Rotarod行为学实验结果表明,模型小鼠的运动功能显著受损,10mg/kg和26mg/kg两个剂量组的异菝葜皂苷元均能显著改善模型小鼠受损的运动功能。免疫组化染色结果显示,模型小鼠的黑质致密区酪氨酸羟化酶(TH)阳性神经元数量明显减少,两个剂量的异菝葜皂苷元均能缓解模型小鼠黑质TH阳性神经元数量的减少,而且高剂量者效果更佳。[125I]-FP-CIT放射自显影实验结果显示模型小鼠的多巴胺转运体密度减低可被异菝葜皂苷元缓解。HPLC结果表明,MPTP可引起纹状体内多巴胺及其代谢产物含量显著降低,而异菝葜皂苷元则明显提高模型小鼠中此类化合物的水平,但其不影响多巴胺的更新率。酶活力测定也证实异菝葜皂苷元不影响模型小鼠脑内单胺氧化酶B活力。ELISA显示异菝葜皂苷元显著提高模型小鼠纹状体内脑源性神经营养因子(BDNF)和胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)。
异菝葜皂苷元在MPP+损伤之前或之后加入到大鼠中脑细胞培养体系,均可剂量依赖性保护和修复TH阳性神经元,减轻MPP+引起的神经元数量减少和突起缩短。异菝葜皂苷元诱导MPP+损伤大鼠中脑细胞培养体系中BDNF mRNA的表达,而阻断BDNF的受体Trk B将会削弱异菝葜皂苷元的神经保护作用。
受上述异菝葜皂苷元和一种环烯醚萜类化合物梓醇的神经保护作用研究的启发,我们研究发现另一种环烯醚萜化合物哈巴俄苷也能够保护和修复体外培养大鼠中脑TH阳性神经元,减轻MPP+引起的神经元数量减少和突起缩短。哈巴俄苷诱导MPP+损伤大鼠中脑细胞培养体系中GDNF mRNA的表达,而抑制GDNF受体RET的酶活力将会削弱哈巴俄苷的神经保护作用。
综上所述,与临床上常用的抗PD药如左旋多巴的作用机理不同,异菝葜皂苷元能够保护慢性MPTP损伤小鼠模型黑质纹状体多巴胺神经元的作用,部分是通过提高纹状体内BDNF水平实现的;而哈巴俄苷保护或修复MPP+损伤大鼠中脑多巴胺神经元的作用,部分是通过诱导GDNF的表达完成的。