二甲双胍通过调控TLR4/MyD88/NF-κB通路抑制小胶质细胞介导的铜死亡在帕金森病中的神经保护作用

《Molecular Neurobiology》：Metformin Inhibits Microglial Activation-Mediated Cuproptosis by Modulating the TLR4/Myd88/NF-κB Signaling Pathway in Parkinson’s Disease

本研究针对帕金森病中多巴胺神经元退行性变的治疗难题，探讨了二甲双胍通过调控TLR4/MyD88/NF-κB信号通路抑制小胶质细胞活化介导的铜死亡的新机制。研究发现在MPTP/MPP+诱导的帕金森病模型中，二甲双胍不仅能改善运动功能障碍和TH阳性神经元丢失，还能显著降低铜离子浓度和铜死亡相关蛋白（FDX1、SLC31A1、HSP70）表达。该研究为帕金森病的治疗提供了新的潜在靶点，表明二甲双胍可能成为延缓疾病进展的候选药物。

　　

在神经退行性疾病研究领域，帕金森病作为第二大常见的神经退行性疾病，其病理特征主要表现为黑质致密部多巴胺神经元的进行性丢失以及α-突触核蛋白的异常聚集。尽管现有药物治疗能够缓解部分运动症状，但无法阻止疾病的持续进展。近年来，铜稳态失衡与神经退行性疾病的关系逐渐受到关注，特别是2022年新发现的铜死亡（cuproptosis）现象——一种铜依赖性的新型细胞死亡方式，为理解神经退行性病变提供了全新视角。

发表在《Molecular Neurobiology》的这项研究深入探讨了糖尿病常用药物二甲双胍在帕金森病中的潜在神经保护机制。研究人员通过构建MPTP诱导的小鼠帕金森病模型和MPP⁺处理的BV2小胶质细胞模型，系统性地研究了二甲双胍对铜死亡过程的调控作用及其分子机制。

研究采用的关键技术方法包括：通过行为学测试（钢丝悬挂实验和攀杆实验）评估小鼠运动功能；利用免疫组化和Western blot分析多巴胺神经元标志物TH及α-突触核蛋白表达；采用铜含量检测试剂盒测定组织与细胞中铜离子浓度；通过ELISA和免疫荧光技术检测炎症因子水平；使用Western blot分析TLR4/MyD88/NF-κB信号通路关键蛋白表达。

Met Treatment Mitigates Weight Loss and Behavioral Dysfunction in MPTP-Induced PD Mice

研究发现MPTP处理导致小鼠体重显著下降和运动功能障碍，而二甲双胍治疗能有效缓解这些异常表现。行为学测试显示，二甲双胍显著缩短了MPTP小鼠的攀杆时间和钢丝悬挂时间，表明其改善了运动协调性。

Met Exerts a Neuroprotective Effect in the MPTP-Induced PD Model

免疫组化和Western blot结果显示，MPTP处理导致黑质区TH阳性神经元显著减少，α-突触核蛋白及其磷酸化形式（S129）表达增加。二甲双胍治疗有效保护了多巴胺神经元，逆转了这些病理变化。

Met Protects Dopaminergic Neurons By Inhibiting Cuproptosis In Vivo

研究首次证实铜死亡参与帕金森病发病机制。MPTP处理导致脑组织铜离子浓度升高，铜死亡相关蛋白FDX1表达下降，SLC31A1和HSP70表达上升。二甲双胍能逆转这些变化，而铜死亡诱导剂elesclomol（ELC）可拮抗二甲双胍的保护作用。

Met Reduces Cuproptosis By Inhibiting Microglial Activation in the MPTP-Induced PD Model

研究发现神经炎症与铜死亡存在密切联系。MPTP激活小胶质细胞（IBA1表达增加），促进炎症因子TNF-α和IL-1β释放。二甲双胍通过抑制小胶质细胞活化减轻铜死亡，而LPS（小胶质细胞激活剂）可逆转二甲双胍的保护效应。

Met Antagonizes MPP⁺-Induced Reduction in BV2 Cell Viability

细胞实验表明，MPP⁺处理显著降低BV2细胞活力，二甲双胍预处理能浓度依赖性地改善细胞存活率。

Met Mitigates MPP⁺-Induced BV2 Cell Cuproptosis

在细胞模型中，MPP⁺诱导铜死亡相关蛋白表达改变，二甲双胍能调控这些蛋白表达，ELC处理可逆转二甲双胍的效应。

Met Reduces MPP⁺-Induced BV2 Cell Cuproptosis Via Microglial Activation

研究进一步证实小胶质细胞活化在铜死亡中的关键作用。二甲双胍通过抑制小胶质细胞活化减轻铜死亡，LPS处理可拮抗这一作用。

Met Reduces Microglial Activation Through the TLR4/Myd88/NF-κB-Signaling Pathway in MPTP/MPP⁺-Induced PD Models

机制研究表明，二甲双胍通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB信号通路发挥抗炎作用。MPTP/MPP⁺处理增加TLR4、MyD88、p-NF-κB p65和p-IKKα/β表达，二甲双胍能下调这些蛋白表达，而LPS可逆转二甲双胍的效应。

研究结论表明，二甲双胍通过调控TLR4/MyD88/NF-κB信号通路，抑制小胶质细胞活化介导的铜死亡，从而发挥神经保护作用。这一发现不仅揭示了铜死亡在帕金森病发病中的新机制，还为临床治疗提供了新的潜在靶点。尽管研究存在模型局限性等不足，但为开发以铜死亡为靶点的帕金森病治疗策略奠定了重要理论基础。