薯蓣皂苷通过调节RAGE/NOX4介导的氧化应激和炎症,可缓解阿尔茨海默病
薯蓣皂苷通过调节RAGE/NOX4介导的氧化应激和炎症,可缓解阿尔茨海默病
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种神经退行性疾病,其症状为记忆能力下降、沟通障碍、定向障碍、意识模糊等。目前,世界上至少有5000万痴呆患者,预计到2050年这一数字将达到1.52亿,其中约60-70%是AD患者。随着世界人口老龄化的加剧,AD的患病率逐年上升,面临非常严峻的形势。因此,有必要探索预防和治疗AD的有效方法。
阿尔茨海默病的发病机制
AD的发病机制尚不确定,目前主要有Aβ假说、tau蛋白假说、神经炎症假说等。近年来,除了上述原因外,AD的另一个主要原因也逐渐引起人们的注意,那就是血管疾病引起的缺氧。研究表明,大脑老年斑中的低氧水平会降低免疫系统对疾病的防御能力。当身体患有动脉粥样硬化或其他心血管疾病时,体内的氧气水平会降低。当斑块周围的氧气水平降低时,小胶质细胞活性受损,无法保护神经元,导致AD相关病理显著增加。
尽管阿尔茨海默病的发病机制非常复杂,但氧化应激和炎症与该疾病密切相关。AD患者大脑中氧化应激和炎症相关因子水平升高已被广泛证实,通过调节氧化应激和炎症来预防AD是可行的。
薯蓣皂苷的作用机制
晚期糖基化终产物受体(RAGE)是免疫球蛋白超家族的多配体受体,在中枢神经系统的神经元、小胶质细胞、星形胶质细胞和脑内皮细胞中大量表达。最近的研究报道了人类AD大脑微血管RAGE水平升高,这与RAGE在介导循环中的Aβ通过血脑屏障渗透到大脑中的潜在作用有关。
NADPH氧化酶(NOX)在RAGE介导的ROS产生中起着核心作用,NOX依赖性ROS与影响慢性神经退行性疾病发展的海马损伤和认知障碍密切相关。作为NOX家族的重要成员,NADPH氧化酶4(NOX4)在大脑中广泛表达,在AD的发病过程中异常活跃。许多研究发现,它不仅参与炎症反应的调节,还参与氧化应激的调节。因此,抑制RAGE/NOX4信号通路以缓解炎症和氧化应激可能是针对 AD 的潜在治疗策略。
薯蓣皂苷的实验研究
为了阐明薯蓣皂苷对AD的药理作用及其潜在分子机制,大连医科大学的Linshu Guan等人开展了相关研究。研究采用H2O2诱导的SH-SY5Y细胞损伤和AlCl₃联合d -半乳糖诱导的C57BL/6 AD小鼠模型,主要方法包括ROS的测定、莫里斯水迷宫、步态分析实验、H&E 和 Nissl 染色、免疫荧光、RT-PCR、Western blotting以及RAGE siRNA体外转染实验。
研究结果显示,薯蓣皂苷显著提高了SH-SY5Y损伤细胞的细胞活力,降低了活性氧(ROS)水平。在体内,薯蓣皂苷明显改善了AD小鼠的空间学习和记忆能力以及步态和肢体间协调障碍。薯蓣皂苷明显恢复小鼠脑组织中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、β淀粉样蛋白(Aβ42)、乙酰胆碱(ACh)和乙酰胆碱酯酶(AChE)水平,逆转脑组织的病理学变化。
机理研究表明,薯蓣皂苷显著下调RAGE和NOX4的表达水平。随后,薯蓣皂苷显著上调氧化应激相关Nrf2和HO-1的表达水平,下调p-NF-κB(p-p65)/NF-κB(p65)、AP-1及炎症通路相关炎症因子的表达水平。RAGE siRNAs转染进一步阐明了薯蓣皂苷在AD中的药理作用是通过调控RAGE/NOX4通路实现的。
综上所述,薯蓣皂苷通过调节RAGE/NOX4介导的氧化应激和炎症显示出优异的抗AD作用,为进一步研究和开发抗AD药物提供了基础。