Limettin 和 PD98059 通过调控 p-ERK1/2/p-GSK3β/p-CREB/BDNF 通路缓解链脲佐菌素诱导的小鼠散发性阿尔茨海默病样病理研究
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为探究散发性阿尔茨海默病(SAD)治疗新途径,研究人员以链脲佐菌素(STZ)诱导的小鼠模型,研究 Limettin 和 PD98059 的神经保护作用。发现二者可改善认知行为,下调 p-ERK1/2,上调 p-GSK3β(Ser9)、p-CREB(Ser133)及 BDNF,减轻神经炎症和 Aβ 沉积,为 SAD 治疗提供新方向。
阿尔茨海默病(AD)如同隐匿的记忆杀手,正悄然侵蚀着全球数以千万计老年人的生活。作为最常见的痴呆类型,散发性阿尔茨海默病(SAD)占 AD 病例的 90% 以上,其核心病理特征是大脑内 β- 淀粉样蛋白(Aβ)沉积和 tau 蛋白过度磷酸化,伴随神经炎症、氧化应激和胆碱能系统损伤。目前临床常用的乙酰胆碱酯酶抑制剂(如多奈哌齐)和 NMDA 受体拮抗剂(如美金刚)虽能改善部分症状,但无法阻止疾病进展,且存在显著副作用,开发安全有效的新型治疗药物迫在眉睫。
在此背景下,来自埃及 Misr 科学与技术大学、开罗大学以及波兰卢布林医科大学等机构的研究人员,针对 SAD 的病理机制,开展了一项关于天然化合物 Limettin(一种呋喃香豆素)和 MEK 抑制剂 PD98059 的神经保护作用研究。该研究成果发表在《Journal of Neuroimmune Pharmacology》,为 SAD 的治疗提供了重要的实验依据和新方向。
研究人员采用脑室内注射链脲佐菌素(STZ,3 mg/kg)建立小鼠 SAD 模型,通过 Y 迷宫、Morris 水迷宫(MWM)行为学测试评估认知功能,结合 ELISA、Western Blot、组织病理学和免疫组化等技术,深入探讨 Limettin(15 mg/kg)和 PD98059(10 mg/kg)对 SAD 模型小鼠的保护作用及潜在机制。
行为学测试:认知功能的显著改善
STZ 诱导的 SAD 模型小鼠在 Y 迷宫测试中表现出短期记忆显著受损,臂进入次数和自发交替百分比(SAP)分别降低 30% 和 47%。而 Limettin 和 PD98059 治疗 3 周后,臂进入次数增加 40%,SAP 提升 30%-33%,表明二者可明显改善小鼠的短期记忆。在 Morris 水迷宫测试中,模型组小鼠的平均逃避潜伏期(MEL)延长 234%,目标象限停留时间减少 41%,平台穿越次数减少 64%,显示空间记忆严重缺陷。经药物治疗后,MEL 缩短 35%-42%,目标象限停留时间增加 41%-48%,平台穿越次数增加 74%-153%,其中 Limettin 在改善空间记忆方面效果更优。
信号通路调控:p-ERK1/2/p-GSK3β/p-CREB/BDNF 通路的关键作用
Western Blot 结果显示,SAD 模型小鼠海马区 p-ERK1/2 表达上调 6.4 倍,而 p-GSK3β(Ser9)、p-CREB(Ser133)和脑源性神经营养因子(BDNF)分别下调 78%、77% 和 59%。Limettin 和 PD98059 治疗可显著抑制 p-ERK1/2 激活(下调 44%-47%),同时上调 p-GSK3β(Ser9)(2.4 倍)、p-CREB(Ser133)(230%-240%)和 BDNF(108%-109%),表明二者通过抑制 ERK1/2 通路,激活 GSK3β(Ser9)/CREB/BDNF 信号轴,发挥神经保护作用。
神经炎症与 Aβ 沉积:炎症因子与病理蛋白的显著抑制
ELISA 检测发现,模型组小鼠海马区核因子 -κB(NF-κB)、白细胞介素 - 6(IL-6)、β- 分泌酶(BACE-1)和 Aβ 水平分别升高 129%、170%、203% 和 247%。药物治疗后,这些炎症因子和病理蛋白均显著降低,NF-κB 减少 37%-39%,IL-6 减少 51%-55%,BACE-1 减少 52.5%-54%,Aβ 减少 56%-59%,表明 Limettin 和 PD98059 可有效抑制神经炎症和 Aβ 生成,阻断病理级联反应。
组织病理学与免疫组化:神经元保护与 tau 蛋白沉积减少
HE 染色显示,SAD 模型小鼠海马 CA3 区出现严重神经元丢失、细胞萎缩和胶质细胞浸润,而药物治疗组神经元结构明显改善,Limettin 组效果更为显著,仅见少量退化神经元和轻微胶质细胞反应。甲苯胺蓝染色显示,模型组完整神经元数量减少 59%,经 Limettin 和 PD98059 治疗后,完整神经元数量分别增加 2.2 倍和 1.9 倍,证实二者对神经元具有显著保护作用。免疫组化结果显示,模型组 p-tau 蛋白表达显著升高(55 倍),药物治疗后 p-tau 沉积减少 43%-74%,其中 Limettin 的抑制效果优于 PD98059。
本研究证实,Limettin 和 PD98059 通过抑制 p-ERK1/2 通路,激活 p-GSK3β(Ser9)/p-CREB/BDNF 信号轴,减轻神经炎症和氧化应激,抑制 Aβ 沉积和 tau 蛋白过度磷酸化,从而改善 SAD 模型小鼠的认知功能和神经元病理。这一发现不仅揭示了 SAD 治疗的新靶点和作用机制,还为天然化合物(如 Limettin)和小分子抑制剂(如 PD98059)的临床转化提供了实验基础。未来研究可进一步通过抑制剂 / 阻断剂验证该通路的作用,并开展人体临床试验,评估 Limettin 的安全性和有效性,为 SAD 患者带来新的治疗希望。