Wuzi Yanzong Pill通过MAPK-MMPs通路调节肠道菌群-短链脂肪酸轴改善鱼藤酮诱导的帕金森病样神经毒性
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时间:2025年10月09日
来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.1
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本研究聚焦于鱼藤酮暴露诱导的帕金森病(PD)样病理改变,探讨了传统中药Wuzi Yanzong Pill(WYP)的多靶点神经保护机制。通过综合运用行为学测试、分子生物学技术、肠道菌群分析和短链脂肪酸(SCFA)含量测定,研究发现WYP不仅能抑制MAPK-MMPs通路激活、修复血脑屏障(BBB)完整性,还能调节肠道微生态平衡,为PD的干预提供了新策略。
在 neurodegenerative diseases(神经退行性疾病)研究领域,帕金森病(Parkinson's disease, PD)作为第二大常见神经退行性疾病,其发病机制与多巴胺能神经元丢失、神经炎症和肠道微生态失调密切相关。环境毒素鱼藤酮(rotenone)是一种广泛使用的农业杀虫剂,可通过抑制线粒体复合物I(mitochondrial complex I)活性,诱发氧化应激和α-突触核蛋白(α-synuclein)异常聚集,从而模拟出与人类散发性PD高度一致的病理特征。近年来,越来越多的证据表明,鱼藤酮可通过破坏肠-脑轴(gut-brain axis)功能,引发系统性炎症反应,并进一步加剧中枢神经系统的损伤。然而,鱼藤酮如何通过具体分子通路影响肠-脑双向通讯,以及如何有效干预这一过程,仍是当前研究的难点和热点。
传统中药Wuzi Yanzong Pill(WYP,五子衍宗丸)由五种草药组成,长期以来被用于生殖系统疾病的治疗。近年研究发现,WYP在神经保护方面也表现出潜力,其机制可能与调节PI3K/Akt信号通路、内质网应激和抗氧化反应有关,但其是否能够通过调节肠-脑轴改善PD样病理尚不明确。
在此背景下,研究人员在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上发表了一项研究,系统探讨了WYP在鱼藤酮诱导的PD模型中的多靶点保护作用及其机制。该研究通过建立鱼藤酮暴露小鼠模型,综合运用了行为学测试(包括步态分析、pole test和hanging test)、免疫荧光染色、透射电镜观察、酶联免疫吸附测定(ELISA)、定量聚合酶链反应(qPCR)、Western Blot、16S rRNA肠道菌群测序以及短链脂肪酸(SCFAs)的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析等技术,从整体动物行为到分子机制,从中枢神经系统到肠道微环境,全面揭示了W藤酮的神经毒性机制及WYP的保护作用。
研究结果显示,鱼藤酮暴露导致小鼠体重显著下降、运动协调能力受损,并伴有黑质区多巴胺能神经元(TH+)的丢失。同时,鱼藤酮激活了小胶质细胞(Iba-1+)和星形胶质细胞(GFAP+),促进了促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)和氧化应激标志物(iNOS、COX2)的表达。此外,鱼藤酮破坏了血脑屏障(BBB)的完整性,表现为紧密连接(TJ)蛋白(如ZO-1、occludin、claudin-5)的降解和Evans blue泄漏,这一过程与MAPK-MMPs通路(p-P38、p-JNK的上调)的激活密切相关。
在肠道方面,鱼藤酮引起了炎症细胞浸润、SCFAs水平降低以及肠道菌群失调,表现为Chao1指数下降、Firmicutes和Bacteroidota等菌门相对丰度异常。而WYP干预则显著逆转了上述病理改变:它不仅改善了运动功能障碍、恢复了TH+神经元数量,还抑制了神经炎症反应、修复了BBB超微结构,并上调了TJ蛋白的表达。更为重要的是,WYP调节了肠道菌群结构,提高了SCFAs(如乙酸、丙酸、丁酸)的水平,降低了结肠中促炎因子的表达。
机制研究表明,WYP通过抑制MAPK信号通路(p-P38、p-JNK、p-ERK)的激活,进而下调基质金属蛋白酶(MMP2/MMP9)的表达,最终减轻了神经炎症和BBB损伤。同时,WYP还通过调节肠道菌群-SCFAs轴,改善了外周免疫微环境,间接抑制了中枢炎症反应。
这项研究的结论部分强调,鱼藤酮通过诱导MAPK-MMPs通路激活、破坏BBB完整性以及扰乱肠道菌群-SCFAs轴,从而引发PD样病理改变。而WYP作为一种多靶点干预策略,能够同时调节中枢和外周通路,抑制神经炎症、修复BBB、改善肠道微生态,为PD的防治提供了新的思路。其重要意义在于首次系统阐明了WYP通过肠-脑轴发挥神经保护作用的机制,为传统中药在神经退行性疾病中的应用提供了实验依据,也为开发基于gut-brain axis互作的PD治疗策略奠定了理论基础。
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