吉林农大团队揭示人参皂苷Rg2改善阿尔茨海默症血脑屏障损伤机制
吉林农大团队揭示人参皂苷Rg2改善阿尔茨海默症血脑屏障损伤机制
近年来，吉林农业大学李伟教授研究团队在人参皂苷Rg2（G-Rg2）的研究方面取得重要进展。近期，该团队在中科院1区TOP期刊《Phytomedicine》发表最新研究成果，揭示了G-Rg2通过调节炎症反应和氧化应激，保护阿尔茨海默症（AD）小鼠血脑屏障功能的机制。
我国第一部药物学专著《神农本草经》中记述：人参具有“久服轻身延年”的功效。人参皂苷作为人参的最主要活性成分，在加工/食品化过程中被转化为稀有人参皂苷，赋予了人参重要的药理活性。吉林农业大学李伟教授研究团队持续关注人参加工过程中的稀有皂苷的反应进程及制备分离工艺优化，并一直致力于其“轻身延年”药效物质基础解析研究工作。
人参皂苷Rg2（Ginsenoside Rg2，G-Rg2）是一种从人参中分离得到的重要三醇型皂苷。在化学结构上，它属于达玛烷型四环三萜皂苷，为人参皂苷Re经水解得到的重要次级皂苷。课题组先前的研究表明G-Rg2可以抑制Caspase 8介导的焦亡、凋亡和调节肠道微生物群来减轻衰老引起的肝损伤（Am J Chin Med., 2024, 28, 1-23）。课题组之前的研究表明G-Rg2可以通过增加线粒体自噬通量，维持线粒体功能来延缓脑衰老，改善记忆力和认知功能（Phytomedicine., 2022, 104, 154341）。近期，课题组在人参及主要皂苷G-Rg2在抗衰老及在治疗/预防衰老相关疾病中的传统与现代用途进行了回顾性综述，尤其着重回顾了有关G-Rg2的抗衰老作用（JEthnopharmacology, 2024, 118781）。总之，上述研究提示：G-Rg2对于预防老年痴呆等神经退行性疾病可能有潜在的意义。
阿尔兹海默症（Alzheimer's disease, AD）是一种常见的神经退行性疾病。在AD的发展进程中，血脑屏障（Blood brain barrier, BBB）的功能往往出现异常。表现为BBB的完整性遭到破坏，内皮细胞间的紧密连接可能会变得松弛，使得原本不应进入大脑的外周免疫细胞、炎症因子以及血液中的一些毒性蛋白能够穿透血脑屏障进入大脑。BBB的破坏加速了AD的进程。深入理解药物对AD进程中血脑屏障的作用机制，对于开发有效的AD治疗策略具有关键意义。
近日，吉林农业大学长白山药用植物资源开发与利用科研团队在中科院一区TOP期刊《Phytomedicine》（IF=6.7）上发表论文，较为全面的报道了人参皂苷Rg2减轻星形胶质细胞炎症，改善**AD**相关血脑屏障的通透性的研究结果，阐明了G-Rg2可以减少冈田酸（Okadaic Acid，OA）引起的星形胶质细胞中TLR4和MyD88蛋白的结合，从而减轻下游的炎症级联反应，并且可以降低ROS在细胞内的积累，平衡氧化还原水平。同时，G-Rg2可以增强内皮细胞的稳定性从而保护血脑屏障的功能。推测G-Rg2可以通过改善星形胶质细胞的炎症反应保护血脑屏障的紧密性，为进一步把G-Rg2开发为治疗AD药物应用提供了重要的参考价值。
研究背景
随着全球老龄化进程加剧，AD的发病率不断攀升。AD患者大脑呈现出β-淀粉样蛋白沉积、神经元纤维缠结等病理特征。BBB作为脑内稳态的重要守护者，在AD进程中逐渐被发现出现损伤。研究显示，BBB完整性破坏与Aβ在脑内的异常累积有关联。同时，BBB损伤影响药物进入大脑发挥治疗作用。目前AD治疗面临巨大挑战，深入探究血脑屏障损伤机制有望为AD的治疗及药物研发提供新的思路与方向。
研究结果
- G-Rg2可改善AD小鼠血脑屏障损伤和记忆障碍
- G-Rg2可改善AD小鼠脑组织紧密连接蛋白损伤
- G-Rg2对AD小鼠脑组织炎症的影响
- G-Rg2可以减轻OA诱导的bEnd3细胞紧密连接蛋白的降解
- G-Rg2对OA诱导的MA-c细胞炎症的影响
- G-Rg2对OA诱导的MA-c氧化应激的影响
- MA-c和bEnd3在OA诱导的细胞损伤中的相互作用
- G-Rg2保护AD小鼠血脑屏障损伤的机制图
结论
这项研究不仅确定了G-Rg2在保护血脑屏障功能方面的未知作用，而且还表明其对星形胶质细胞中TLR4/MYD88/NF-κB p65的药理调节可能有效地减少血脑屏障紧密连接的降解。该研究为G-Rg2如何影响AD相关的血脑屏障损伤提供了新的思路，并证明了其作为AD辅助治疗药物的潜力。
陆亚伟和王雅君为本论文共同第一作者，张竞天副教授和李伟教授为通讯作者。